转自 材料研究前沿
1研究背景
随着军事侦察技术的发展，伪装技术在提高武器、装备和人员战场生存率方面扮演着越来越重要的角色。传统的伪装材料主要针对可见光侦察，但随着红外探测器的广泛应用，单一的可见光伪装已无法满足现代军事需求。在大气窗口内，辐射光谱主要分为三个波段：近红外（NIR，0.76~2.5 μm）、中红外（MIR，3~5 μm）和远红外（FIR，8~14 μm）。根据斯特藩-玻尔兹曼定律，目标物体的红外辐射强度与其辐射率成正比，也与绝对温度的四次方成正比，因此，辐射率和绝对温度共同决定了目标在红外热成像图中的辐射强度。为了对抗可见光和红外波段的双重侦察，研究人员探索了多种兼容的隐身材料，如多层膜微纳结构隐身和可见光高透红外隐身材料。然而，随着高光谱遥感技术的兴起，这种技术通过分析和处理目标的光谱吸收来更客观准确地识别目标，使得传统的可见光伪装失效。目前，高光谱遥感成像的主要侦察波段为（0.4-2.5 μm），包括可见光和近红外波段。因此，开发一种既具有高光谱隐身性能，又能在红外波段实现隐身的材料，对于提高军事装备的隐蔽性具有重要意义。2成果简介
在这项研究中，研究人员采用了十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）接枝有机颜料复合的Mg-Al水滑石（LDH），制备了疏水性的高光谱伪装填料。这些填料可以均匀分散在低极性聚氨酯中，显著提高了伪装涂层在雨天条件下的性能，光谱角达到0.987。此外，通过在高光谱伪装涂层上应用银纳米线，实现了高光谱和红外隐身能力。这种改性降低了辐射率从0.987到0.786，光谱余弦角达到0.953，展示了出色的多光谱兼容性能。3图文导读
图2：(a) LDH、CLDH和HCLDH的X射线衍射（XRD）图样；(b) FT-IR光谱；(c) VisNIR反射光谱；(d) HCLDH-n（n=1-4）的防水角；(e) CLDH和(f) HCLDH的TG-DSC曲线。图3：(a) WPU-879涂层的紫外-可见光谱；(b) WC-n（n=1-4）样品的外观照片；(c) WC-n（n=1-4）的Lab颜色空间；(d) 以HCLDH为填料的PU-8涂层的紫外-可见光谱；(e) HC-n（n=1-4）的外观照片；(f) HC-n（n=1-4）的Lab颜色空间。图4：(a) WC-n（n=1-4）、HC-n（n=1-4）和各种叶子的水接触角；(d) 不同pH值的水滴在WC-4、HC-4和各种叶子表面的状态；(e) WC-4、HC-4在纯水中浸泡5小时后的状态；(f) 在沸水中浸泡2小时后的状态；(g) hc-4和(h) wh-4在水处理前后的光谱曲线。图5：(a) 不同层数银纳米线透过率；(b) 加入不同层数AgNW的高光谱伪装涂层的Vis-NIR反射光谱；(c) AgNW增强高光谱涂层的光谱角余弦值；(d) 不同层数AgNW增强高光谱伪装涂层的红外热成像；(e) 发射率值。
4小结
本研究通过HDTMS改性传统的有机颜料复合水滑石，制备了一种能够在油基聚氨酯中均匀分散的涂层材料。该改性涂层不仅具有高光谱伪装效果，其紫外-可见光谱曲线与植物叶子高度匹配，还展现出优异的防水性能，适合在恶劣的雨天条件下使用。此外，通过在高光谱伪装层上施加银纳米线涂层，降低了辐射率，实现了高光谱和红外隐身性能。这项工作为提高光谱伪装涂层的实际性能提供了新的方法，并为多光谱兼容隐身技术的发展做出了贡献。
文献：
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.162218
