Tragbare Tarnkappe trickst bei Temperatur
Thermoelektrische Legierungen der UC San Diego passen sich binnen kürzester Zeit an
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Im Wärmebild getarnt: Körperwärme bleibt unsichtbar (Foto: ucsd.edu) |
San Diego (pte015/04.03.2020/12:00) Forscher der University of California San Diego (UC San Diego) http://ucsd.edu haben eine tragbare Technologie entwickelt, die ihren Träger für Wärmebildsensoren und Nachtsichtbrillen unsichtbar erscheinen lässt. Dieser Tarnkappen-Effekt funktioniert sogar auch dann noch, wenn sich die Umgebungstemperatur plötzlich verändert. Möglich macht dies die Verwendung thermoelektrischer Legierungen, die sich innerhalb kürzester Zeit an Temperaturschwankungen anpassen können.
Besser als bisherige Ansätze
"Unser Gerät, das im Moment noch eine Machbarkeitsstudie darstellt, hat eine Oberfläche, die sich schnell abkühlen oder erwärmen kann, um sich an die Temperatur in seiner Umgebung anzupassen. Dadurch lässt sich die Körpertemperatur des Trägers effektiv tarnen", erklärt Renkun Chen, Professor für Mechanical und Aerospace Engineering an der UC San Diego. Der Prozess der Temperaturanpassung sei dabei auf ein Spektrum zwischen zehn und 38 Grad Celsius ausgelegt. "In diesem Bereich erfolgt die Anpassung in weniger als einer Minute."
Mit dieser Fähigkeit ist der neuartige Ansatz Chen zufolge allen bisher bekannten Konzepten im Bereich von Tarntechnologien deutlich überlegen. "Gängige State-of-the-Art-Tarnkappen setzen auf eine spezielle Beschichtung, die beeinflusst, wie viel Hitze von der Oberfläche abgegeben wird. Sie absorbiert Körperwärme und reflektiert nur genau so viel Energie, wie es zur Umgebungstemperatur passt", erläutert der Experte. Das gehe allerdings nur bei konstanten Temperaturen. "Sobald es in der Umgebung wärmer oder kälter wird, funktioniert das nicht mehr", so Chen.
Jacke mit Tarnkappen-Effekt
Für die praktische Umsetzung ihrer innovativen Technologie setzen die kalifornischen Forscher auf besondere thermoelektrische Legierungen und flexible elektronische Bauteile, die sich leicht in Kleidungsstücke integrieren lassen. Die Legierungen nutzen Elektrizität, um Temperaturschwankungen auszugleichen und sind in Sandwich-Bauweise zwischen zwei Lagen aus elastischen Kunststoffen platziert. Die Energieversorgung übernimmt eine Batterie, die Steuerung erfolgt über eine kabellose Leiterplatte.
"Die größte Herausforderung für uns ist es nun, unsere Idee auch in größerem Maßstab zu verwirklichen", meint Chen. So soll etwa auf Basis der derzeitigen Machbarkeitsstudie eine Jacke entworfen werden, die über entsprechende Tarnkappen-Funktionalität verfügt. "Unter den gegenwärtigen Voraussetzungen würde ein solches Kleidungsstück aber zwei Kilogramm wiegen, wäre fünf Millimeter dick und würde nur eine Stunde lang funktionieren", schildert der Forscher. Mit seinem Team will er deshalb noch deutlich leichtere und dünnere Materialien finden.
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