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“隐形”材料可以在红外相机前隐蔽热物体

来源:环球科学

来源:威斯康星大学麦迪逊分校

 

 

一种新开发的隐形薄片可以将诸如人体或军用车辆等热物体从红外摄像机前隐藏起来。

图片版权HONGRUI JIANG

 

红外相机是一类热感相机,即使在深夜或大雾中,它们仍能协助无人机找寻目标物。

多亏了这种新的隐形材料遮蔽物体和人体,在红外相机前达到几乎隐形变得容易多了。

威斯康星大学麦迪逊分校(the University of Wisconsin-Madison)电气与计算机工程系教授Hongrui Jiang说:“我们展示的是一种超薄隐形‘薄片’。现在人们用的隐形材料,是比这种薄片重很多的金属盔甲或是保温毯。”

诸如人体或坦克引擎之类的温热物体以红外线的形式发出热量。在本周《高级工程材料》(Advanced Engineering Materials)杂志中描述的这款新型隐形薄片,与其它热量遮蔽技术相比有了大量的改进。

Jiang说,该技术在重量、成本和使用简易程度等方面进行了改进。

这款厚度小于1毫米的薄片,能吸收大约94%的红外线。捕获这么多红外线意味着,在这块隐形材料下的温热物体在红外相机前几乎完全不可见。

尤为重要的是,这种隐形材料可以强烈地吸收红外区中长波段的光,这种类型的光由类似人体温度的物体发出。

通过在隐形薄片上结合电子发热元件,研究者们同样创造出了可以欺骗红外相机的高科技伪装。

Jiang说:“通过呈现错误的热信号,你可以故意地蒙蔽红外相机。通过呈现出类似普通公路护栏(的热信号),这种隐形薄片可以隐藏一辆坦克。”

为了捕捉红外线,Jiang和他的同事采用了一种叫做黑硅(black silicon)的特殊材料。这种材料通常被掺入到太阳能电池中。黑硅吸收光线,因为它由数百万个像密林一样朝上的微小的针(被称为纳米线(nanowires))组成,入射光在垂直的针顶间来回反射,在材料内四处弹跳而不是逸散出去。

尽管黑硅早就以吸收可见光而闻名,但是Jiang和他的同事是第一次看到这种材料捕捉红外线的潜能。他们通过调整制造这种材料的方法来提升其吸收红外线的性能。

Jiang使用威斯康星大学麦迪逊分校中由美国国家科学基金会(National Science Foundation)支持的设备制作出了这种隐形材料。他说:“我们没有完全改造整个制作过程,但我们的确将纳米线的制作过程扩展到了更高的层次。”

研究者们通过使用银的微小颗粒刻蚀固体硅薄层,形成由许多长针组成的茂密丛,从而制出了这种纳米线。黑硅纳米线和银颗粒都有助于吸收红外线。

研究者们制造的黑硅同时拥有灵活的衬背,它由小的空气通道组成。这些空气孔道保证了隐形薄片在吸收红外光时升温不会太剧烈。

翻译谢汝雨

审校林然

本文来自:环球科学
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