(科学）“神奇材料”石墨烯再立功，“伪装”能欺骗红外摄像机

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科学家研制出一种极薄且柔韧的薄膜，它可以躲避红外摄像头，使热的物体看起来很冷，冷的物体看起来很温暖。这种材料还可以使物体穿上“迷彩制服”，从而获得与背景相同的温度。

这项设计的灵感来自乌贼变色的能力，曼彻斯特大学该项目的联合研究员考斯卡·科卡巴斯说。

这种方法利用电流改变薄膜的性质，使其不会像“黑体”(物理名词)一样，在没有任何反射的情况下吸收和释放电磁辐射。改变后的性质更像金属——它们能反射辐射，但不善于吸收或发射。

凯卡巴称这部电影前景看好。“最明显的应用当然是伪装，但新奇的是它是一种自适应伪装。”此外，它还可以用来覆盖卫星上的散热器，这样它在面对太阳时可以反射热量，在面对空.深处时可以释放多余的热量

凯卡巴和他的美国和土耳其同事在《纳米快报》上发表了一篇文章，揭示了他们是如何用尼龙、金、聚乙烯浸泡在由带电分子和多层石墨烯组成的液体中制成这种材料的。

石墨烯是一种由单层碳原子构成的二维蜂窝状晶格结构的“神奇材料”，非常擅长以辐射的形式散发热量。因此，当该装置放置在人手上时，它从手获得的热量会以红外线的形式发出，即当红外摄像机对准它时，可以看到人手的图像。

但同时也存在一个问题。研究小组发现，当电压通过器件时，聚乙烯层中的带电分子会融合到石墨烯层中。因此，石墨烯发射红外光的能力降低。

“进入石墨烯的带电分子改变了石墨烯的导电性和光学特性，”凯卡巴说。“我们基本上是把石墨烯变成金属。”

因此，当研究小组向该设备施加3伏电压，并用红外摄像机观察时，人手的图像就再也看不见了。

然后，研究小组建立了一个传感器来测量设备表面的温度变化，并使用这些信息通过算法来调整施加到保持恒温的设备上的电压。

最终，他们能够改变红外摄像机镜头中看到的设备表面温度，即使它的实际温度没有改变，它也可以在不到5秒钟的时间内热集成到表面。研究小组表示，目前该系统的工作温度可以控制在25至38摄氏度之间。

研究进一步表明，在石墨烯中加入带电分子不仅会影响器件的红外发射能力，还会改变反射能力。

研究小组还发现，当设备本身的温度高于环境温度时，增加电压会降低其表面温度。这是因为它现在发射红外线的能力比较弱，尽管反射能力比较强，但是几乎没有红外线可以反射。

卡巴说，当设备保持在比周围环境更低的温度并通电时，它看起来会比实际温度更暖和，因为更多的红外光从周围反射回来。

来源|全球科学美国科学

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