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Innovation : une peau artificielle rendant invisible, même aux yeux des caméras thermiques

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En haut, un prototype de cape d'invisibilité conçu par l'Université de Tokyo. En bas, un exemple d'invisibilité thermique du nouveau dispositif de l'Université nationale de Séoul.

Des chercheurs coréens ont conçu ce qui promet d’être les prémices des combinaisons d’invisibilité, telles que nous les connaissons dans la science-fiction. Le dispositif est composé de petits panneaux interconnectés imitant, comme le font les céphalopodes, la couleur et la température de leur environnement.

Depuis que la technologie le permet, les innovations dans le domaine des matériaux et des dispositifs à écran souple ont permis des prouesses qui, il y a à peine quelques années, nous pouvions à peine imaginer. De ce fait, la recherche n’en est pas à son premier coup d’essai dans la tentative de concevoir des écrans souples d’invisibilité.

Récemment, de nouvelles études menées par des chercheurs coréens promettent un dispositif capable non seulement de se fondre dans le décor dans le spectre visible, mais également de faire disparaître un objet ou une personne aux yeux des caméras thermiques (pour des applications militaires).

Une invisibilité à (presque) toutes les longueurs d’onde…

Les chercheurs, de l’Université de Séoul en Corée du Sud, décrivent leur dispositif comme une « peau » de camouflage composée de plaques flexibles qui incorporent un système de chauffage et de refroidissement actif pour imiter non seulement les couleurs visibles, mais également les caractéristiques thermiques de l’environnement. Pour le moment, environ cinq secondes sont nécessaires pour qu’elles puissent modifier les deux paramètres, ce qui permet à un porteur de se camoufler pendant la journée et de ne presque pas apparaître sur les caméras thermiques la nuit. Les détails ont été publiés dans la revue Advanced Functional Materials.

Les patchs sont constitués de « pixels » contenant des cristaux liquides thermochromiques qui changent de couleur en fonction de la température, permettant ainsi la génération d’un nombre varié de couleurs en contrôlant la température. L’occultation dans le domaine visible est donc obtenue séparément en faisant correspondre la couleur ambiante, explique le document de recherche, qui a été dirigée par Seung Hwan Ko.

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Exemple de clonage thermique et optique obtenu avec le dispositif. Crédits : Seung Hwan/Université nationale de Séoul

Pour le démontrer, les chercheurs ont posé un patch sur une main humaine, déplacée sur un fond de différentes couleurs et températures. L’illustration ci-dessous montre les transitions d’une couleur à l’autre, puis d’une température à l’autre. « Lorsque la main se déplace sur différents arrière-plans (qu’il s’agisse d’un mode visible ou d’un mode d’occultation [infrarouge])… chaque pixel change séquentiellement de couleur/température en fonction de leur position relative », explique Hwan.

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Exemples de clonages thermiques et optiques obtenus avec le dispositif. Crédits : Seung Hwan/Université nationale de Séoul

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Bien entendu, à ce stade, Hwan et ses collègues ont encore beaucoup de travail à faire pour faire en sorte que la combinaison reproduise réellement la couleur et les détails en arrière-plan. Dans leurs premiers essais, ils y sont parvenus en changeant manuellement la couleur. « Cependant, nous avons récemment développé une méthode pour détecter et imiter l’environnement en intégrant une micro-caméra à nos appareils pour en faire un dispositif fonctionnant de manière autonome », déclare Hwan.

Des applications militaires

Pour mieux démontrer l’aptitude en situation de combat des patchs, Hwan explique que lui et son équipe devraient produire une version plus grande (et trouver une source d’énergie plus efficace). De plus, les températures extérieures extrêmes, comme celles que l’on peut rencontrer dans l’Arctique ou dans le désert, peuvent également influencer la capacité de l’appareil à se camoufler thermiquement.

« Ce problème peut être résolu en ajoutant un isolant thermique adéquat », a-t-il déclaré, mais cela pourrait également affecter les performances. De ce fait, plus de travail et d’expérimentations sont nécessaires avant que le dispositif ne soit vraiment utile dans ces circonstances. Sans surprise, Hwan déclare que le projet a été inspiré par les propriétés occultantes intrigantes des céphalopodes tels que le calmar, le poulpe et la seiche.

Source : Advanced Functional Materials

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