熱感偽裝薄膜可在熱感應(yīng)攝影機前隱形

在很多電影情節(jié)中，常會看到有人使用熱感應(yīng)紅外線攝影機在視線不明的環(huán)境下進行掃描，看是否有人在附近活動的場景，這是因為人體會散發(fā)熱氣，讓熱傳感器偵測到。目前在許多機場也會設(shè)置熱感應(yīng)紅外線攝影機來對旅客進行掃描，偵測是否有發(fā)燒跡象，用以避免傳染病擴散。

但未來這些可能都會被新材料所欺騙。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)紅外線攝影機前顯示為冰冷的，或是反過來讓冰冷物體顯示為溫暖。這項發(fā)明可讓物體在熱傳感器前與環(huán)境背景完美「偽裝」。

英國衛(wèi)報(The Guardian)報導(dǎo)指出，這項新發(fā)明是由英國曼徹斯特大學(xué)(University of Manchester)、土耳其畢爾肯大學(xué)(Bilkent University)及美國麻省理工學(xué)院(MIT)共同研發(fā)，據(jù)聯(lián)合發(fā)明人畢爾肯大學(xué)研究團隊負責(zé)人Coskun Kocabas表示，此項研究的靈感主要來自于墨魚自身色彩的轉(zhuǎn)換能力。

該團隊在《Nano Letters》期刊上公布的研究報告中，解釋了如何使用浸泡在正負電離子液體中的尼龍、黃金、聚乙烯，以及多層石墨烯來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；中間則夾著由正負電離子液體浸泡的薄膜。

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

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，手掌會放射紅外光，熱感應(yīng)攝影機會看得到人的手掌。當(dāng)對薄膜片施加電壓，聚乙烯上的電離子將會并入石墨烯層，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)對薄膜施加3V(伏特)電壓時，在熱感應(yīng)紅外線攝影機的照射下，已看不到在薄膜后的手掌。

在經(jīng)過反復(fù)測試后，該研究團隊表示目前這項材料可在攝氏25~38度的環(huán)境內(nèi)正常運行，在施加不同電壓后、實體物體溫度不變的情況下，可在紅外線攝影機下與環(huán)境背景溫度完美偽裝，調(diào)節(jié)時間不超過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)偵測的溫度會越低。

主要因為能夠放射紅外光的能力也同時降低，盡管反射能力提高，但并沒有多余紅外光可反射；不過，當(dāng)該裝置本身要比周遭溫度更低時，在施加電壓后反而溫度顯示會更高，這是因為有周遭有更多紅外光可用以反射。

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，在太陽光照射下進行反射調(diào)節(jié)，或在沒有日照時進行發(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弱自行調(diào)節(jié)的眼鏡鏡片上，甚至可用于服裝上，除可達到御寒、涼爽功能外，還可在熱感應(yīng)紅外線攝影機下如同隱形一般。