滚动新闻|数字报|移动阅读|微博|视频|EN|RSS|我要投稿
收藏本站| 藏金阁注册网址

威斯康星大学研制新型材料可实现红外隐身

核心提示: 红外热影像仪通过热感原理有效显示热源,即使在夜间或大雾环境中,也能帮助无人机准确寻找到目标。

红外热影像仪通过热感原理有效显示热源,即使在夜间或大雾环境中,也能帮助无人机准确寻找到目标。

得益于一种新型的隐身材料,在红外热影像探测器重隐藏热源将会变得更加容易,可以使物体和人几乎无法被观察到。“我们所展示的是一种超薄热隐身薄板。截止目前,人们拥有的热隐身结构往往是更重的金属装甲或隔热板,”威斯康星大学麦迪逊分校电子与计算机工程教授姜洪瑞表示。

有温度的物体,如人体或车辆引擎,会以红外线的形式发热。发表在《先进工程材料》期刊上的研究成果显示,这种新型隐身薄片相比其他热屏蔽技术具有显着的改进。姜表示,这项技术改进的重点,是一个关于重量、成本、易用性的问题。在厚度小于1毫米时,这种薄片可吸收其遇到的约94%的红外光。这一数据意味着,隐藏在薄片下面具有热量的物体,几乎可以完全实现对红外探测器的隐身。

更为重要的是,这种隐身材料具有极强的吸收所谓的中波长到长波长红外波段范围内光线的能力,这一范围是接近人体温度下的物体可辐射出的光线波段。通过将电热元件融合到隐身薄片中,研究人员还创造了一种可欺骗红外热影像仪的高科技伪装。“人们可以通过提供虚假热源,实现对红外探测器的欺骗。”姜表示,“例如,可以通过利用看似简单的高速公路护栏,实现对坦克和武装车辆的红外隐身。”

为了捕获红外光,姜教授和同事们选择了一种被称为黑硅的独特材料,这种材料通常应用于太阳能电池中。黑硅可吸收光线,由数百万个仅在显微镜下可观测到的细针(称为纳米线)组成,就像密集森林中的树木一样树立。入射光线在垂直的细针之间来回反射,并且只在材料内部发生反复的回弹,而不会逸出。

虽然黑硅这种材料在早先研究中已经被证明可以吸收可见光,但姜和同事们首次发现了这种材料捕捉红外线的潜力。他们通过微调创造这种材料的方法来强化其吸收红外线的性能。“我们并没有完全颠覆创造这种材料的整个过程,但我们确实将这一过程进行了改进,将微结构扩展为更细长的纳米线,”姜表示。这项研究是在由美国国家科学基金会支持的位于威斯康辛大学麦迪逊分校的实验设备中开发这种材料的。

科研人员通过利用微小的银制颗粒刻蚀进入超薄固体硅表面,从而形成茂盛且更细长的纳米线。纳米线和银颗粒都有助于吸收红外光。研究人员制造的这种黑硅材料还有一个柔性衬底,衬底上散布着微小的空气通道。这些空气通道可以防止隐形薄板在吸收红外线时过快产生热量。

在威斯康星大学麦迪逊分校的“研究产品化”(Discovery to Product)计划的帮助下,姜教授和他的同事们正在努力扩大他们制造的原型产品的产量和规模,以便尽快将其投入到现实应用中。研究团队已经于去年秋季获得了材料用于隐身方面美国专利。威斯康星州校友研究基金会通过旗下的Robert Draper技术创新基金支持该研究,并正在积极推动两项额外的专利申请。(中国航空工业发展研究中心 陈济桁)

  • 微笑
  • 流汗
  • 难过
  • 羡慕
  • 愤怒
  • 流泪
责任编辑:实习编辑 臧航