來(lái)源:美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)

翻譯 | 李揚(yáng)

審校 | 阿金

來(lái)源 | 科研圈（ID：keyanquan）

科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種極其輕薄又柔韌的薄膜，能“瞞過(guò)”紅外攝像機(jī)，能使熱的物體看起來(lái)冷，而冷的物體看起來(lái)暖。這種材質(zhì)還可以讓物體披上一層“迷彩服”，從而獲得與背景相同的溫度。

這項(xiàng)設(shè)計(jì)的靈感來(lái)自于墨魚(yú)變色的能力，曼徹斯特大學(xué)該項(xiàng)目的合作研究員科斯卡·可卡巴（Coskun Kocabas）如是說(shuō)。

這種方法利用到電流來(lái)改變薄膜的性質(zhì)，這樣它就不會(huì)像“黑體”（物理學(xué)名詞）那樣，只會(huì)吸收和釋放電磁輻射而不會(huì)產(chǎn)生任何反射。改變后的性質(zhì)更像金屬——可以反射輻射但不善于吸收或發(fā)射。

可卡巴稱這種薄膜大有可為?！白顬槊黠@的應(yīng)用當(dāng)然是偽裝，但其中的新穎之處在于它是一種適應(yīng)性偽裝，”此外，它還可用來(lái)覆蓋衛(wèi)星上的散熱器，使其在面對(duì)太陽(yáng)時(shí)反射熱量，在面對(duì)深空時(shí)釋放多余熱量。

可卡巴和他的美國(guó)、土耳其同事在《納米快報(bào)》(Nano Letters)期刊上發(fā)表了文章，揭示了他們是如何利用尼龍、黃金、浸泡在由帶電分子組成的液體中的聚乙烯以及多層石墨烯制造出這種材料。

石墨烯，是由單層碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的“神奇材料”，它非常擅長(zhǎng)以輻射的形式散發(fā)熱量。因此，當(dāng)這個(gè)裝置放在人手上時(shí)，它從手上獲得的熱量就會(huì)以紅外線的形式散發(fā)出來(lái)，也就是說(shuō)，當(dāng)紅外攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)它時(shí)，可以看到人手的圖像。

但同時(shí)存在一個(gè)問(wèn)題。研究小組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓通過(guò)裝置時(shí)，聚乙烯層中的帶電分子就會(huì)被合并到石墨烯層中。因此，石墨烯散發(fā)紅外光的能力降低了。

“進(jìn)入石墨烯的帶電分子改變了石墨烯的導(dǎo)電性和光學(xué)性質(zhì)”，可卡巴說(shuō)，“我們基本上就是把石墨烯變成金屬?！?br>

因此，當(dāng)研究小組對(duì)該裝置施加三伏電壓，并利用紅外攝像機(jī)觀察，就無(wú)法再看到該人手的圖像了。

然后，研究小組設(shè)置了一個(gè)傳感器來(lái)測(cè)量裝置表面的溫度變化，并利用這些信息，通過(guò)一種算法，來(lái)調(diào)整施加到保持在恒溫狀態(tài)的設(shè)備上的電壓。

最終，他們能夠改變紅外攝像機(jī)鏡頭中看的裝置表面溫度，即使它的實(shí)際溫度沒(méi)有變化，也可以讓它在不到5秒的時(shí)間內(nèi)熱融入表面。研究小組稱，目前該系統(tǒng)的工作溫度可以控制在25到38攝氏度之間。

研究進(jìn)一步表明，在石墨烯中加入帶電分子并不僅僅影響裝置發(fā)射紅外線的能力，還會(huì)改變反射能力。

研究小組還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)裝置本身溫度高于周圍溫度時(shí)，增加電壓會(huì)降低其表面溫度。這是因?yàn)樗F(xiàn)在發(fā)射紅外線的能力更弱了，而且，盡管反射能力更強(qiáng)，但幾乎沒(méi)有紅外線可以反射了。

而當(dāng)裝置保持比周圍環(huán)境更低的溫度且通電時(shí)，它看起來(lái)會(huì)比實(shí)際溫度要溫暖，這是因?yàn)楝F(xiàn)在有更多的紅外光從周圍反射，可卡巴說(shuō)。

原文鏈接：

https://www./science/2018/jun/27/scientists-develop-thermal-camouflage-that-can-fool-infrared-cameras

本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)“科研圈”（ID：keyanquan）

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