作者:Thamarasee Jeewandara，Phys
（同organic）有机 红外调制电位
(一)电沉积前和电沉积后的纳米级铂薄膜基可再吸收电子器件示意图(左)
(二)不同铂厚度下蒸发铂膜的薄层电阻
插图显示了(左)1纳米铂膜和(右)2纳米铂膜在RSE三电极系统中电沉积后的照片，光反射板是三电极系统中的铂反电极
(三)异质表面上贵金属的沃尔默-韦伯生长
插图显示了铂厚度为4纳米的氟化钡衬底上蒸发的铂膜的高度放大的表面形貌
(四)氟化钡衬底和铂膜的光谱折射率
在3至14微米的范围内，铂蒸发的氟化钡衬底的平均红外透射率、平均红外反射率、平均铂诱导红外吸收度和平均衬底诱导红外吸收度的比率
银电沉积前后(15秒)3纳米铂/氟化钡基底的总红外反射光谱
BaF2基底覆盖的标准金(Au)膜的总红外反射光谱代表了一种理想情况，其中3纳米铂/BaF2基底的铂诱导红外吸收部分和红外透射部分已经完全转换为红外反射
(左)商用氧化铟锡电极和(右)3纳米铂膜上电沉积银膜的示意图和表面形貌
图片来源:李明扬，国防科技大学
学分:科学进步，doi: 10
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aba3494 许多物种已经自然地进化出非凡的策略来视觉上适应它们的环境以进行保护和捕食
研究人员已经研究了红外光谱中的自适应伪装，尽管这种方法在实验室中开发难度很大
在最近发表在《科学进展》杂志上的一份新报告中，李明扬和中国国防科技大学的一个研究小组开发了自适应热伪装设备，这种设备能够将纳米级铂(Pt)和银(Ag)电沉积铂薄膜的光学和辐射特性连接起来
金属基器件在中波红外(MWIR)和长波红外(LWIR)大气传输窗口中保持了大的、均匀的和一致的红外可调性
该团队对这些设备进行了复用和放大，为伪装能力提供了灵活性
该技术在各种伪装平台和许多热辐射管理技术中具有优势
近年来，在控制红外光谱中用于伪装的物体的红外特征方面进行了大量的研究工作
为了实现这一目标，科学家必须精确控制物体发出的辐射热，以匹配背景
根据斯特凡-玻尔兹曼定律，物体的辐射热与其绝对温度和表面发射度的四次方成正比
为了动态控制物体的温度或热发射率，科学家提供微流体网络和热电系统作为保持适应性热伪装的可能方法
受金属的多重光学和辐射特性的启发，李等人
报道了基于纳米铂(铂)膜的可逆银(银)电沉积(RSE)器件，具有优异的自适应热伪装能力
由于纳米级铂膜具有高红外吸收和部分红外透射，这可以通过设置中的红外吸收凝胶电解质层转化为吸收
在系统中施加沉积电压允许银在纳米级铂膜上逐渐电沉积，逐渐将红外吸收和透射转换为红外反射，以实现器件的低发射率状态
纳米级铂膜不能溶解，因此，它们允许银沉积和溶解的多个循环，以便在多个循环中在高和低发射率状态之间切换
李等
开发了具有多种结构涂层、粗糙和柔性基底的多样化设备，以形成多种形式，从而扩展伪装场景
设备的动态红外响应
学分:科学进步，doi: 10
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aba3494 为了探索红外对金属基器件的调控，研究小组首先研究了纳米级铂薄膜的电学性质
他们检查了薄膜的光谱响应，其中增加铂的厚度显示出红外透射率的大幅下降，表明红外吸收主导了薄膜的光谱响应
科学家们进一步研究了三电极可逆银电沉积(RSE)膜中纳米级铂膜的红外调制的潜在范围和循环稳定性
由于银和铂之间的能量良好的界面，电沉积银膜在3纳米铂膜上表现出相对更均匀、更连贯和更细晶粒的形貌
这一特性使科学家能够在短时间内将纳米级铂薄膜转化为高红外反射薄膜
系统中几乎相同的恒电位循环曲线证实了它们在纳米级铂膜上进行稳定和可逆电沉积的能力
为了评估不同铂厚度的组装器件的红外性能，李等人
将它们附着在500℃的热板上，记录下它们的实时MWIR(中波红外)和LWIR(长波红外)图像
该小组施加了2伏的负电压
随着这些器件的表观温度逐渐降低，在铂表面逐渐电沉积银膜
当研究人员施加0的正电压时
此后，电沉积银膜可以完全溶解在电解质中，并转变为其初始状态，以指示器件的可逆性
该装置可稳定运行350次完全可逆循环，以确认其稳定性和自适应热伪装的可逆性
动态红外性能
(A和B)分别为电沉积过程中器件-2和器件-3的实时MWIR和LWIR图像
(C和D)电沉积过程中MWIR和LWIR图像中组装器件的表观温度曲线(中心区域)
(五)电沉积过程中LWIR图像中组装器件中心区和外围区的表观温差曲线
设备-3的“实时”总红外反射光谱
(七)MWIR和LWIR反辐射导弹中装置-3、装置-4和装置-5的最大发射度可调范围
设备-3的循环性能(由LWIR图像中其中心和外围区域的表观温度曲线监控)
(一)装置-3(低发射度状态)和范围为2的非光谱选择性低发射度表面的总红外反射光谱
5至25微米
黄色阴影区域表示330 K黑体的热辐射
百分比(3，15，43
3和38
6%)表示辐射能量在3到5微米(MWIR)，5到7
5微米，7
5至13微米(LWIR)和13至25微米
(J)热测量期间装置-3(低发射度状态)和非光谱选择性低发射度表面的真实温度变化
图片来源:李明扬，国防科技大学
为了复用和放大该装置，李等人
构建了一个3×3复用红外可切换阵列和一个放大的独立器件
通过控制独立像素的组合电沉积时间，科学家们在阵列上生成了具有不同温度的字母“N”、“U”、“D”和“T”作为LWIR图像
工作表明了复杂背景的适应性和自适应系统的大面积可行性
该团队接下来扩展了粗糙和灵活设备上基于金属的动态红外调制机制的伪装场景
在这项工作中，他们用粗糙的版本替换了抛光的氟化钡(BaF2)衬底，并使用聚丙烯(PP)薄膜来沉积纳米级的铂薄膜
由于氟化钡的微米级粗糙度和聚丙烯薄膜的不良润湿性，研究小组注意到需要更厚的铂薄膜来形成物理连接和导电薄膜
粗糙的基于二氟化钡的设备在设置中漫反射外部热矩阵，并抑制其自身的红外辐射，以有效减少外部环境的影响
工作中开发的粗糙和灵活的适应性变体突出了金属基红外调制机制的多衬底兼容性，这扩展了设备的伪装场景
多路复用和放大的自适应设备
(一)在不同时间选择性电沉积不同像素之前(左)和之后(右)的三乘三多路复用阵列的LWIR图像
(二)不同时间电沉积前后放大的独立器件(左)的LWIR图像
图片来源:李明扬，国防科技大学
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aba3494 李等
然后将该装置与结构彩色涂层结合，以提高它们的可见兼容性，从而防止它们在白天被可见检测到
为此，他们在氟化钡衬底和纳米级铂膜之间使用了一系列可见波长范围的厚氧化铬(Cr2O3)层
在沉积不同厚度的Cr2O3层时，由于它们在可见光谱中的薄膜干涉效应，“装饰”的器件显示出不同的颜色
科学家们注意到，在设置中，结构颜色从相对较暗的颜色转变为更明显的颜色
Cr2O3层仅产生可见光谱中的颜色，因此对器件的红外性能影响很小
结果表明，将简单的光学设计集成到自适应系统中以实现可见兼容性的可能性，使得这些设备在白天更难检测到
可见兼容性
(一)电沉积前(左)和电沉积后(右)可见波长范围厚的Cr2O3层修饰的自适应器件示意图
电沉积前后(15s)cr2o 3装饰的自适应装置的照片和“实时”可见反射光谱
Cr2O3涂覆的氟化钡基底的总可见-红外透射光谱
电沉积前后Cr2O3修饰的自适应器件的“实时”总红外反射光谱(15 s)
(五)未修饰的自适应器件(器件-3)和Cr2O3修饰的自适应器件的最大发射度可调范围
图片来源:李明扬，国防科技大学
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aba3494 通过这种方式，李明扬和他的同事通过在纳米级铂膜上可逆地沉积银，开发了适应性伪装装置
该装置在中波红外和长波红外大气传输窗口中显示出大的、均匀的和一致的红外可调性
科学家们通过图案化纳米级铂膜或通过添加导电网格来实现复杂背景适应性和大面积灵活性，从而轻松地将这些器件复用
该团队通过添加一系列可见波长范围的厚Cr2O3层实现了可见兼容性
在这项工作中开发的设备可以激发下一代自适应热伪装平台，快速和精确地控制热辐射和伪装，以响应多光谱探测和复杂环境的适应性
这些设备将应用于热辐射管理技术，包括节能建筑、温度调节服和智能航天器
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