熱感偽裝薄膜可在熱感應(yīng)攝影機(jī)前隱形

在很多電影情節(jié)中，常會(huì)看到有人使用熱感應(yīng)紅外線攝影機(jī)在視線不明的環(huán)境下進(jìn)行掃描，看是否有人在附近活動(dòng)的場(chǎng)景，這是因?yàn)槿梭w會(huì)散發(fā)熱氣，讓熱傳感器偵測(cè)到。目前在許多機(jī)場(chǎng)也會(huì)設(shè)置熱感應(yīng)紅外線攝影機(jī)來(lái)對(duì)旅客進(jìn)行掃描，偵測(cè)是否有發(fā)燒跡象，用以避免傳染病擴(kuò)散。

但未來(lái)這些可能都會(huì)被新材料所欺騙。有科學(xué)家們最新研發(fā)出一種輕薄、可撓的薄膜片，讓溫暖的物體在熱感應(yīng)紅外線攝影機(jī)前顯示為冰冷的，或是反過(guò)來(lái)讓冰冷物體顯示為溫暖。這項(xiàng)發(fā)明可讓物體在熱傳感器前與環(huán)境背景完美「?jìng)窝b」。

英國(guó)衛(wèi)報(bào)(The Guardian)報(bào)導(dǎo)指出，這項(xiàng)新發(fā)明是由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)(University of Manchester)、土耳其畢爾肯大學(xué)(Bilkent University)及美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)共同研發(fā)，據(jù)聯(lián)合發(fā)明人畢爾肯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Coskun Kocabas表示，此項(xiàng)研究的靈感主要來(lái)自于墨魚(yú)自身色彩的轉(zhuǎn)換能力。

該團(tuán)隊(duì)在《Nano Letters》期刊上公布的研究報(bào)告中，解釋了如何使用浸泡在正負(fù)電離子液體中的尼龍、黃金、聚乙烯，以及多層石墨烯來(lái)制作上述熱感偽裝薄膜系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括由石墨烯層制作的上部電極，以及由黃金涂層耐熱尼龍制作的下部電極；中間則夾著由正負(fù)電離子液體浸泡的薄膜。

研究中使用電壓來(lái)改變薄膜的性質(zhì)，使其變化為能夠吸收并放射電磁輻射、但不會(huì)反射的「黑色物體」，類似于一塊金屬。不過(guò)金屬雖可反射輻射，但卻無(wú)法吸收或放射。

石墨烯很適合用于放射熱能，因此當(dāng)此薄膜放置在人手上，手掌會(huì)放射紅外光，熱感應(yīng)攝影機(jī)會(huì)看得到人的手掌。當(dāng)對(duì)薄膜片施加電壓，聚乙烯上的電離子將會(huì)并入石墨烯層，發(fā)現(xiàn)可降低石墨烯可放射的紅外光。

Coskun Kocabas解釋，當(dāng)這些電離子并入石墨烯，會(huì)改變石墨烯的電導(dǎo)率(conductivity)，并改變石墨烯的光學(xué)，基本上就是將石墨烯轉(zhuǎn)變?yōu)橐粔K金屬。因此，當(dāng)對(duì)薄膜施加3V(伏特)電壓時(shí)，在熱感應(yīng)紅外線攝影機(jī)的照射下，已看不到在薄膜后的手掌。

在經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試后，該研究團(tuán)隊(duì)表示目前這項(xiàng)材料可在攝氏25~38度的環(huán)境內(nèi)正常運(yùn)行，在施加不同電壓后、實(shí)體物體溫度不變的情況下，可在紅外線攝影機(jī)下與環(huán)境背景溫度完美偽裝，調(diào)節(jié)時(shí)間不超過(guò)5秒。

研究也發(fā)現(xiàn)，并入石墨烯的電離子不僅影響薄膜的紅外光放射能力，同時(shí)也改變了該材料的反射能力。當(dāng)施加電壓越高，該裝置在熱感應(yīng)偵測(cè)的溫度會(huì)越低。

主要因?yàn)槟軌蚍派浼t外光的能力也同時(shí)降低，盡管反射能力提高，但并沒(méi)有多余紅外光可反射；不過(guò)，當(dāng)該裝置本身要比周遭溫度更低時(shí)，在施加電壓后反而溫度顯示會(huì)更高，這是因?yàn)橛兄茉庥懈嗉t外光可用以反射。

Coskun Kocabas表示，這類薄膜技術(shù)成熟后將可應(yīng)用在諸多領(lǐng)域上，最直接的就是用于軍事偽裝。也可用于覆蓋衛(wèi)星上的散熱器，在太陽(yáng)光照射下進(jìn)行反射調(diào)節(jié)，或在沒(méi)有日照時(shí)進(jìn)行發(fā)熱使散熱器不至于結(jié)冰而失能。

鑒于新材料的輕薄、可撓性質(zhì)，未來(lái)可用于需要保溫、保冷的物體包覆上，或者用于可隨著光線強(qiáng)弱自行調(diào)節(jié)的眼鏡鏡片上，甚至可用于服裝上，除可達(dá)到御寒、涼爽功能外，還可在熱感應(yīng)紅外線攝影機(jī)下如同隱形一般。