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南报网讯(记者何洁实习生王思睿张天悦)无论是在黑暗环境中的可见光,还是在红外光探测下,都可以达到隐身的效果。历时两年的研究,学科研团队首次提出并构建了一种基于金纳米颗粒自组装的类皮肤超材料,为可穿戴伪装领域带来了新的应用可能性。相关成果近日在国际学术期刊《科学·进展》上发表。
8月2日,在学现代工程与应用科学学院的实验室,记者见到了这一神奇的隐身材料。厚度仅有0.6微米,相当于一根头发丝厚,而且柔软可弯曲,黑色薄膜状依附在物体表面。透过电子扫描显微镜可以观察到,这款隐身材料的表面由金纳米颗粒组装形成的尺寸均一的中空柱垂直排列,拥有周期性的通孔,这也使得它可以像皮肤一样具有透气性。
隐身技术的目标是使物体与其环境融为一体,从而难以被相机、红外热成像仪和雷达等探测设备发现。夜间或外太空伪装是隐身技术的重要应用。为了实现这一目标,材料需要具备高可见光吸收率以适应黑色背景,同时具备低红外发射率以抑制红外热辐射,从而实现可见光和红外双波段的兼容隐身。
“任何温度高于绝对零度的物体都会发出红外辐射,我们开发的这种材料可以降低红外发射率,使它整体的红外辐射强度与背景环境一致。”论文第一作者、学现代工程与应用科学学院博士生方诗琦说,打个比方,它的理想效果可能类似哈利·波特的“隐身衣”,在可见和红外的探测下,目标物体能完全隐匿于环境中不可见。
从提出设想、开始实验到论文发表,团队大概经历了2年时间。“金纳米颗粒自组装后形成的多级结构并不是在任何结构尺寸下都能实现理想光谱,如何调控这种尺寸是最大的难题。”方诗琦说,为此,研究团队进行了反复的实验尝试,最终确定了合适的结构尺寸,“我们通过比较精细的结构调控,能实现在可见波段的光吸收率高达94%的效果,从而去适应黑色的背景环境,同时,它的中波红外和长波红外的发射率分别低于10%和5%,能够有效抑制物体的红外辐射。”
“我们团队提出的这种多级三维全金属基结构实现多波段调控的策略具有普适性,可以拓展到其他金属体系,比如银、铝等。”方诗琦说,目前研究团队也正在探索该材料在热管理,光热催化等其他光热调控领域的应用。
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