Kızılötesi Kameralarda Sıcaklık Değişimlerini Gizleyen Teknoloji

Kızılötesi cihazlar, çıplak gözle veya normal kameralarla görünmeyen nesneleri görebilmek için tasarlanmıştır. Araştırmacılar tarafından geliştirilen ultra ince kaplama, sıcaklık hilesi kullanıyor. Pekii, bu kaplamayla neler yapılabiliyor? Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda yayınlanan çalışmanın ayrıntıları yazımızda.

A- A+

04.02.2020 tarihli yazı 9330 kez okunmuştur.

Wisconsin-Madison Üniversitesi mühendisleri tarafından ultra ince bir kaplama geliştirildi. Ayarlanabilir bir malzeme olan samaryum nikel oksitten tasarlanan yeni kaplama, termal değişikleri gizlemek için sıcaklık hilesi yapmakta. UW-Madison araştırma ekibi, termal görüntülemede bir nesne ne kadar sıcak olursa, görüntüsü de o kadar net ve parlak olmakta düşüncesiyle geleneksel bir fikre meydan okuyor.

UW-Madison profesörü Mikhail Kaths, laboratuvarındaki araştırmacıların uzun dalgalı bir kızılötesi kamerayla denemeler yaptılar. Araştırmacıların elde ettikleri görüntüler, daha sıcak ve daha serin alanları farklı renklerle gösteriyor.

Mikhail Kaths, bu olayın sıcaklık ve termal ışık emisyonunun katı bir nesnede ilk kez ayrıştırılması olduğunu söylüyor. Sıcaklık ve termal radyasyon arasındaki ilişkiyi çok özel bir şekilde ayırabilen bir kaplama yaptıklarını açıklıyor. Kaplamanın yaydığı termal radyasyonun gücünün aynı kaldığı bir sıcaklık aralığı bulunuyor.

Bu yeni teknoloji, sabit miktarda termal radyasyon yayıyor. Kats laboratuvarında doktora öğrencisi olan Alireza Shahsafi, “Kızılötesi görüntülemenin çok yaygın olduğu ve kişisel gizliliği olumsuz yönde etkileyebileceği bir gelecek hayal edebilirsiniz. Ancak yeni kaplama potansiyel bir gizlilik kalkanı olarak görülebilir.” şeklinde açıklama yapıyor.

Yeni kaplama, kaplanmış ve kaplanmamış safir parçasıyla test edildi. Her örneğin bir kısmı ısıtıcıya dokunacak şekilde ve geri kalanı da soğuk havada asılı kalacak şekilde askıya alındı. Her bir numuneyi kızılötesi kamera ile görüntülediklerinde, kaplanmamış safir üzerinde derin maviden pembe, kırmızı, turuncuya ve neredeyse beyaza kadar farklı bir sıcaklık gradyanı gördüler. Kaplanmış safirin termal görüntüsü ise aynı kalmıştır.

► İlginizi Çekebilir: Pasif Kızılötesi Sensör (Passive InfraRed - PIR)

Termal kamera, değişen renk tonları aracılığıyla bir nesneden yayılan ısının yoğunluğunu gösteriyor. Termal radyasyonu tanımlayan modern teorinin gelişimi, yüzyıllar önce kuantum mekaniğinin ilk büyük başarısıdır.

Bir nesne için termal radyasyonun ne kadar yayıldığını belirleyen iki temel parametre vardır. Sıcaklık ve salım gücüdür. Malzemenin belirli bir sıcaklıkta ışık yayma derecesi salım gücüdür. Salım gücü, sıcaklıkla düşüyor ve radyasyonu engelliyor. Araştırmacılar, yeni kaplamayı sıcaklık arttıkça salım gücü azalacak şekilde tasarladılar. Böylece artan sıcaklıkla termal radyasyonun artışı engellendi.

Kaplama tarafından sağlanan termal kontrol, ısı radyasyonunun tek ısı transferi modu olduğu uzayda termal dengeyi desteklemek için kullanılabiliyor. Yapılan çalışma genel olarak, ısıya duyarlı malzemeler kullanarak termal radyasyonu kontrol etmektir.

► İlginizi Çekebilir: Termal Kamera Nedir?

Yeni kaplama, samaryum nikel oksit (SmNiO3) yardımıyla sıcaklık aralığı yaklaşık 105°C ile 135°C aralığında aynı miktarda termal radyasyon yayıyor. Bu yeni teknoloji, ısı transferi, kamuflaj ve kızılötesi kameraların tüketiciler için yaygın olarak kullanılabilir hale gelmesiyle, insanların kişisel mahremiyetini korumak için kıyafetlerde bile kullanılabilecek.

Purdue Üniversitesi’nde Shriram Ramanathan liderliğindeki bir grup, samaryum nikel oksidi sentezledi ve ayrıntılı malzeme karakterizasyonu yaptı. MIT ve Brookhaven Ulusal Laboratuarı’ndaki meslektaşları, kaplamanın atomik seviyedeki davranışını incelemek için parçacık hızlandırıcı olan senkrotronun parlak ışığını kullandılar.

Yeni teknoloji, 100°C üzeri sıcaklıkta çalışmakta olup bu sıcaklık aralığı, birçok uygulama için çok yüksektir. Araştırmacılar, bu sıcaklık aralığını değiştirmek için çalışıyorlar.

KAYNAK:

►m.techxplore.com
►techbriefs.com