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2024-05-19 06:13:55 来源:杏彩体育网 作者:杏彩体育网页版在线登录官网入口

  自然界许多软体动物(如章鱼和乌贼)能够动态地调整自身皮肤的颜色。这些动物通过控制色素细胞的收缩和舒展,从而调节皮肤对入射可见光的选择性反射,实现变色效果(图 1 )。改变体色对这些动物的生存带来了许多好处。例如,它们可以融入背景环境中,隐身避开天敌;通过控制入射光的反射和自身的电磁辐射特征,动态管理体温;或可与同伴进行信息交流。受到这些动物的启发,人们自然而然地希望模仿这种能够改变自身 “ 体色 ” 的功能。

  红外波段是人们极为关注的波段之一,其波长介于可见光和微波之间,并被细分为近红外(NIR)、中红外(MIR)和远红外(FIR)三个波段。其中3-5 µm和8-14 μm的两个波段备受瞩目,因为在这两个波段内,大气对红外的吸收较小(被称为大气窗口)。这两个窗口能够让红外辐射相对容易地穿透大气,因此在红外光学、遥感、夜视、制导等领域有着重要应用。例如,红外技术被广泛应用于夜视设备,有助于在复杂环境下观测和定位目标。

  人们期望开发能在红外波段模仿动物皮肤变色功能的材料和器件。当这些材料与器件覆盖在物体表面后,可以改变物体的红外辐射特性(红外体色),使其具有环境适应性。同时,这些材料和器件需要具备良好的柔韧性,甚至能够经历大变形,以保障其适应复杂曲面的共形能力。

  近期,Science Bulletin期刊报道了一种全软红外体色动态可调的复合材料,可以在等轴拉伸时动态改变其红外外观。该材料由液态金属液滴和弹性体构成,它们分别类似于乌贼皮肤内的色素细胞和线)。当材料受到等轴拉伸变形作用时,液态金属颗粒的形态能够在颗粒状和薄片状之间转变,实现对红外波段反射率和发射率的动态调控,进而在反射和辐射模式下分别呈现红外变色效果。这一成果在动态伪装和显示领域具有应用前景。当覆盖在物体表面后,通过控制材料的变形状态,调控其红外体色,实现有效的伪装与显示效果。这种功能类似于变色动物受外界刺激而改变体色的特性。值得一提的是,这种材料具备与皮肤相匹配的力学性能,因此在可穿戴和柔性皮肤方面具有优势。

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