自适应红外隐身
日期：2019-05-20 14:29
自适应红外隐身技术又称智能红外隐身材料,是指通过控制和调节变温或变发射率材料构成的敏感单元,使被探测目标的红外辐射特性能够随环境自动发生相应调整,实现目标与环境红外辐射特性的统一,消除目标与背景的红外探测特性差异,从而得以伪装掩护和隐身。
变温材料构成的自适应隐身器件,整体灵敏度差,难以满足实用的要求。单纯的变发射率材料构成的隐身器件,光谱选择性及其发射率可调节的范围有限。而将变发射率材料与光子晶体结构结合起来构建自适应隐身系统,不但灵敏度更高,而且能够在更大的波段范围内实现对物体红外辐射特征的动态调制。因此,变发射率材料构成的光子晶体自适应隐身器件是自适应红外隐身的未来发展方向。
2004年,用磁控溅射技术制备薄膜电致变色器件来实现红外辐射的调制。该器件以WO3为主电致变色层,ZrO2作为离子导体,NiV2O3H。作为补充电致变色层,基底为ITO玻璃,通过外电压可以实现相关红外波段发射率的调制。
2006年,研制了一种基于WO3反蛋白石结构光子晶体的电致变色器件。通过将光子晶体结构的禁宽特性与WO3介质的电致变色特性相结合,使器件在相应波段的反射光谱和发射率可以通过电压在一定范围内调节,增大了WO3介质的光谱选择性调节范围和调节幅度。
2008年,将具有电活性的聚合物填充于SO2光子晶体模板中,然后用HF去除模板,并将膜连接在ITO膜上,得到了一种反射率受电场调控的聚合物膜材料。施加不同的电压,该材料可呈现不同的颜色。鉴于该材料光学性能具有极大的调节范围,如果将其扩展到红外波段,预计可实现不错的适应性隐身性能。
2013年,用鱿鱼皮肤里含有反光蛋白质的血小板来制备光子晶体结构,通过乙酸溶液的刺激,引起血小板的厚度和间距变化,从而能够使皮肤反射不同的光线,调节范围达40m以上,覆盖了整个可见光波段,甚至红外波段。这种血小板膜被乙酸蒸过后,可以实现表面反射的红外线与其背景反射的红外线完全致,从而实现红外隐身。研究者将反光蛋白质融入到一种有弹性、轻薄、背后可粘贴的聚合物片上(类似纸),通过拉伸贴纸以激活反光蛋白质,从而替代乙酸蒸气。士兵们将贴纸粘贴在衣服、装备等任何表面,就可以在红外线的世界里“融入”背景中,躲过红外探测设备的“抓捕”。目前这项研究还不成熟,材料只能够反射可见光和近距离红外线。研究人员还需要增加材料的反射辉度,并且让多张贴纸可以在同一时间以同样的方式进行变化。
2015年,在微米中空管构成的光子晶体中合成热可控的VO2纳米颗粒得到了中红外波段温度可逆调节的自适应材料。通过温度变化调控VO2的相变和折射率,从而调控光子禁带的位置和宽度。同年,用八面体晶胞单元的聚合物纳米晶格制备了机械可调的三维光子晶体材料,实现了光谱特性在近红外和中红外波段大范围的可调节性。该材料在中红外波段有一个强的反射峰,在单轴向压力下反射峰的位置会可逆地大范围移动当对材料施加40%的压缩量时,伪禁带的位置就会从7.3m移动到5.1pm。
上一篇：多波段隐身兼容