研究人員已開發出首個三維全方位熱能「斗篷」，能夠使物體在任何方向上對紅外線攝像機隱形。與僅在兩維或單一角度有效的先前設計相比，這一新裝置能夠引導熱量繞過物體，而不僅僅是阻擋熱量，讓物體「看起來像什麼都不存在」。伊利諾伊大學厄本那-香檳分校的土木與環境工程教授 Shelly Zhang 表示：「真正的熱能斗篷應該能夠在任何熱源的情況下運行。我們的裝置可以在無限的方向上隱藏複雜的三維物體，同時保持內部温度穩定和受到保護。」
熱能標誌的終結？通常情況下，士兵、無人機或過熱的微晶片等物體會發出明顯的熱能標誌，使其在黑暗中易於被檢測。然而，這種創新材料通過改變熱量的發射和檢測方式，完全消除了紅外線屏幕上的熱能標誌。為瞭解決困擾材料科學家多年的問題，研究團隊回到了熱傳遞的基礎數學。標準的市售材料無法滿足需求，因此必須為斗篷設計全新的結構。最終結果是一種複雜的三維打印格子框架，類似於高科技的蜂窩。
這種混合裝置具有高熱導率的三維打印鋁格子，並通過模具鑄造填充低導熱性的橡膠類材料。
新型熱能斗篷能夠隱形複雜物體
格子的三維調整使得局部熱導率的精確調整成為可能。當熱量接觸到斗篷時，熱量不會穿透到內部物體，而是像水流過光滑石頭一樣繞過外殼，並在另一側平滑地重新合併。對於觀察該設置的紅外線攝像機來説，熱景觀看起來完全不受幹擾，物體隱形不見。舊技術在環境改變或觀察角度改變時會失效，但這一創新在複雜的表面和動態環境中保持其隱形效果。
多種用途在測試中，該材料被置於極端的温度梯度中，並使用紅外線攝像機跟蹤熱流。對於外部觀察者而言，温度場看起來完全正常，彷彿被隱藏的物體根本不存在。而斗篷區域的內部則保持在安全的均勻温度下，受到外部極端環境的保護。研究人員甚至成功地隱藏了高度不規則的幾何形狀，包括人頭的詳細三維模型。未來的用途繁多。在消費電子產品中，這一斗篷有可能改變我們在日益縮小的微晶片內部管理熱量的方式，完美地將破壞性熱點引導遠離脆弱的電子元件。
在國防方面，其軍事價值顯而易見。坦克、無人機和人員可能在敵對地區內完全隱蔽，免受熱尋標傳感器或空中熱監控的檢測。Zhang 表示：「任何需要精確控制熱量或需要保護某樣東西不被熱檢測的領域都可以受益於這項工作。但我們也更廣泛地看到：這關乎於隱藏和保護由熱量攜帶的信息。」接下來，研究團隊的目標是創造「智能」斗篷。他們希望構建能夠感測自身產生內部熱量的物體，並動態地按需散發該能量的材料。
這項工作是與丹麥技術大學（DTU）合作的國際性努力，研究結果已發表在《自然通訊》期刊上。