科学家打造新型“隐身衣”

来自我国的研究人员近日成功开发出一种新型织物，这种织物能够很好地遮盖物体的红外辐射，从而达到热成像仪下的“隐身”效果。

我们知道，任何温度高于绝对零度的物体都会以电磁波的形式向周围环境散发热量，且其热辐射峰值的波长取决于物体的温度。对于包括人体在内的各种生物，热辐射主要以红外波段的电磁波为主。因此，在夜间视线不佳时，我们可以通过测量记录物体散发出的红外线来分辨不同的目标，即通常所说的热成像手段，它在军事等领域具有重要价值。针锋相对地，能够让物体尽可能与环境融为一体，不被热成像观察发现的技术，也具有同等重要的价值，但实现起来并非易事。

为了实现这一目标，来自我国中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所的研究人员将著名的芳纶纤维克维拉（Kevlar）与聚乙二醇这种高分子材料混合，得到一种新型织物。

研究人员之所以选择聚乙二醇，是因为它能够结晶，且晶体的熔点可以通过改变聚乙二醇的分子量在4-70oC的较大范围内调节。众所周知，晶体熔化时会吸收热量而温度保持不变。因此，当这种织物在白天处于日照下时，聚乙二醇吸热熔化延缓了织物的升温，缩小了材料与周围环境的温度差别。当夜晚温度降低时，已熔化的聚乙二醇由于重新凝固而散发热量，同样又延缓了材料的降温。如果将这种新型织物和普通材料共同置于热成像仪下，我们就会发现这种新型织物会更加难以与周围环境分辨出来。如果将这种织物覆盖在普通物体上，它就可以帮助物体在热成像仪下“隐身”。

热成像仪在白天（左图）和夜晚（右图）对陶瓷板（图片左侧）和基于克维拉和聚乙二醇的新型织物（右侧）的观察，可见这种新型织物能够更好地与周围环境融为一体（图片引自原报道）

业内人士指出，这种新型材料在许多应用中都具有潜在价值，但要想投入大规模使用，研究者还需克服一些困难，例如高昂的生产成本等。

报道：https://cen.acs.org/materials/coatings/Packable-Kevlar-cloak-provides-infrared/97/web/2019/02

论文：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.8b08913