Ljus kan ibland spela våra ögon ett spratt. Om du tittar på en blank yta, vad du ser kommer till stor del att bero på den omgivande miljön och ljusförhållandena.

Berkeley-forskare har nu tagit okulär distorsion ett steg längre, att hitta ett sätt att bädda in visuella "lock" i föremåls ytor på ett sätt som kan lura människor att tro att de upptäcker en specifik bild i det infraröda som faktiskt inte finns där.

I en ny artikel som publicerades i dag i tidskriften Avancerade material , Junqiao Wu, UC Berkeley professor i materialvetenskap och teknik, och postdoktorala forskaren Kechao Tang beskrev en process där de skapade speciella strukturer gjorda av delikat konstruerade tunna filmer av volframdopad vanadindioxid.

Infrarött ljus är osynligt för det mänskliga ögat, men kan upptäckas av en rad enheter, såsom mörkerseendeglasögon och värmekameror. Beläggningarna som utvecklats av Berkeley-forskare kan effektivt ställa in målobjekt till att avge samma infraröda strålning som den omgivande miljön, gör dem osynliga för infraröda detekteringsenheter.

Men det som gör forskarnas arbete särskilt nytt är att de kan manipulera beläggningarna på ett sätt så att en person som försöker se föremålet med en sådan anordning istället skulle se en falsk bild.

"Denna struktur erbjuder en allmän plattform för oöverträffad manipulation och bearbetning av infraröda signaler, " skrev forskarna i tidningen.

För att skapa strukturerna, Wu och hans team fokuserade på att belägga föremål med volframdopad vanadindioxid, ett ämne som vid vissa temperaturer kan fasskifta från en isolator, som undertrycker elektrisk ledningsförmåga, till en metall, som leder elektricitet.

Med en noggrann konstruktion av dopingprofilen, isolator-metall fasövergången kan jämna ut, tillåter ämnet att avge en konstant nivå av värmestrålning över ett brett spektrum av temperaturvariationer (15-70 grader Celsius). Detta jämviktstillstånd förhindrar en kamera från att upptäcka de verkliga infraröda signalerna som ett föremål normalt sänder ut runt rumstemperatur.

Andra forskare har utforskat att dölja infraröda utsläpp med olika fasförändrande material. Tidigare, forskare vid University of Wisconsin i Madison experimenterade med samariumnickeloxid, medan ingenjörer vid Zhejiang University i Hangzhou, Kina fokuserade på germanium-antimon-tellur för att uppnå termisk kamouflage.

Men Berkeley-forskare, med stöd av National Science Foundation och Bakar Fellows Program, säga att deras teknik representerar flera framsteg. De odlade ultratunna lager av vanadindioxid (mindre än 100 nanometer tjocka) på strukturer gjorda av borosilikatglas och safir. Använda pulserande lasrar, forskare dopade filmerna med olika mängder volfram och överförde sedan materialet till en speciell tejp som kallas polyeten (PE) filmtejp.

Forskarna säger att denna metod ger bättre, mer konsekvent kamouflage eftersom produkten är mekaniskt flexibel, strömfri och i sig självanpassande till tidsfluktuationer såväl som rumslig variation av måltemperaturen.

Dessutom, genom att manipulera konfigurationen och sammansättningen av volframdopad vanadindioxid på beläggningar som appliceras på PE-tejpen, forskare kan skapa ett infrarött lockbete.

"Hur vi odlar materialet förändrar bilden som folk i slutändan tror att de ser, " sa Wu.

I tidningen, forskare beskrev kodning av bokstäverna C-A-L på prover som de senare placerade på ytan av ett föremål. Färgen på bokstäverna representerar den temperatur människor ser när de tittar från en infraröd kamera. Till exempel, det blå C visar att det är konstant 5 grader Celsius, den ljusare blå A vid en konstant 15 grader Celsius, och det gröna L vid en konstant 25 grader Celsius, oberoende av den faktiska temperaturen på proverna.

Även om objektets faktiska temperatur varierar kraftigt från 35-65 grader Celsius, en person som ser föremålet genom mörkerseendeglasögon kommer tydligt att se en kallare "CAL" som är oberoende av den faktiska temperaturen.

"Vi kan både radera verklig information och skapa falsk information, "Wu sa, "CAL förblir sval när miljön är varm."

Denna typ av teknik kan visa sig vara användbar för militära och underrättelsetjänster, när de försöker omintetgöra allt mer sofistikerad övervakningsteknik som utgör ett hot mot den nationella säkerheten. Det kan också inkubera framtida krypteringsteknik, så att information kan döljas på ett säkert sätt från obehörig åtkomst.