Infrarotkameras zeigen nicht nur, wo Hausbesitzer ihre Fenster abdichten sollten, sondern auch wo die NSA ihre Horchposten haben könnte. Die Aufnahmen von Strahlung im Infrarotbereich machen die Temperatur von Gegenständen sichtbar. Dadurch verraten sie mitunter Aktionen von Geheimdienst und Militär, wenn heiß laufende Rechner oder Motoren Wärmestrahlung abgeben.

Bisher versuchen die Agenten die Hitze schnell abzuleiten oder die Oberflächen von Maschinen mit Dämmmaterial abzuschirmen. Damit will man verhindern, dass die Wärmestrahlung nach außen dringt und für Feinde sichtbar wird. Doch womöglich reicht in Zukunft ein Anstrich mit speziellem Lack, um amerikanische Soldaten und Spione für Infrarotkameras unsichtbar zu machen.

Eine nur zehntausendstel Millimeter dünne Beschichtung aus Vanadiumdioxid schluckt die Wärmestrahlung, die heiße Gegenstände abgeben. Forscher der Harvard Universität haben diese neue Methode der Infrarot-Camouflage entwickelt. Die US-Luftwaffe finanziert das Projekt mit. "Objekte, die 90 Grad Celsius warm sind, erscheinen nun genauso wie solche, die 50 Grad warm sind", sagte Mikhail Kats, der Leiter der Forschungsgruppe dem Magazin Sciencenews.

Dass Vanadiumdioxid eine chemische Verbindung mit außergewöhnlichen Fähigkeiten ist, wissen Forscher schon seit 50 Jahren. Unter Raumtemperatur leitet der Stoff noch keinen Strom, aber erhitzt man es ein wenig, ändert sich das mit einem Schlag. Plötzlich leitet Vanadiumdioxid Strom wie ein Metall.

Camouflage per Knopfdruck?

Wissenschaftler vermuten bislang, dass dieser Effekt mit der Struktur der Verbindung zusammenhängt. Stimmt die Theorie der Forscher, dann sind im Vanadiumdioxid kleine Inseln aus leitenden Atomen umgeben von einem Meer aus nicht-leitenden Atomen. Steigt die Temperatur jedoch über einen gewissen Punkt, trocknet das Meer an Nicht-Leitern abrupt aus und die leitenden Bereiche sind miteinander verbunden. Der Strom fließt.

Die Forscher um Mikhail Kats konnten nun zeigen, dass Vanadiumdioxid während es zum Stromleiter wird auch Temperaturstrahlung anders aufnimmt. Erhitzt man einen mit Vanadiumdioxid beschichteten Gegenstand um mehr als 74 Grad, schluckt die Beschichtung die Wärmestrahlung nach und nach. Obwohl der Gegenstand sich weiter erwärmt, sieht es dann auf der Infrarotaufnahme so aus, als ob er sich beständig abkühlen würde.

Über hinzugemischte andere Stoffe lässt sich theoretisch die Temperatur, ab der dieser Effekt einsetzt, niedriger oder höher einstellen. Probiert haben die Forscher das jedoch in der Studie nicht. "Schon mit elektrischer Spannung können Sie dafür sorgen, dass sich die Eigenschaften des Vanadiumoxids abrupt und radikal ändern", sagt Bernhard Keimer, Leiter der Festkörper-Spektroskopie am Max-Planck-Institut für Festkörperforschung. Der Tarnkappeneffekt ließe sich also auch elektrisch für jede Temperatur per Knopfdruck an- und ausschalten.

Noch ist das Verfahren in der Entwicklungsphase. Zwar übersteht der Lack inzwischen das Erhitzen sicher ohne brüchig zu werden. Ob er sich jedoch für große Flächen so leicht verteilen lässt, wie für die kleine Probe im Versuch, ist fraglich. Derzeit sei es zudem schlicht zu teuer, etwa ganze Flugzeuge mit dem Vanadiumdioxid zu beschichten, sagt Keimer. Trotzdem sieht der Physiker in der Entdeckung großes Potenzial, weil sich bei keinem anderen Material die Eigenschaften so stark verändern lassen. Und vielleicht sehe man an dieser Studie nur einen Bruchteil dessen, was die Forscher wirklich schon wissen und können. "Denn das was wirklich relevant ist, wird nicht veröffentlicht", sagt Keimer. Dafür werde das Militär sicher sorgen.