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在自然界中,“物竞天择,适者生存”的自然选择法则带来了形式多样的动物伪装术。而在人类社会,快速发展的探测技术也不断推动着伪装技术的进化。多光谱互补的探测网使传统单波段伪装不再适用,发展多波段兼容伪装技术已经成为电磁应用中的一大追求和挑战。
微波、激光和红外是三种主流的探测技术,其工作原理和工作波段都有所不同。为了实现多波段兼容伪装,材料往往需要同时满足相互冲突的性能参数要求。近年来,研究人员在该领域进行了广泛的研究,然而,激光-红外-微波的兼容伪装依然是本领域的关键难题。首先,如何同时操控不同波段的电磁波以满足不同的伪装性能需求仍然有待探索。其次,面对跨尺度、跨波段的结构,如何实现大面积低成本的制备也是实际应用中的一个重要问题。
近期,本团队研究人员报道了一种利用跨尺度层级超表面实现多波段兼容的伪装策略。可以操控波长从微米到厘米的宽光谱范围内的电磁波。同时,该跨尺度结构(特征尺寸跨越四个数量级)与纳米压印工艺兼容,能实现大面积低成本的制备。所制备的样品在实验中表现出优异的兼容伪装性能:在0.9-1.2 μm和9-12 μm的双波段内,激光反射率低于0.2;在3-5 μm和8-14 μm波段内,红外发射率低于0.2;在2.7-26 GHz的宽波段内的微波吸收率高于90%。相关成果以“Large‐Area Low‐Cost Multiscale‐Hierarchical Metasurfaces for Multispectral Compatible Camouflage of Dual‐Band Lasers, Infrared and Microwave”为题发表在国际期刊Advanced Functional Materials上(DOI: 10.1002/adfm.202205547)
图1 跨尺度层级超表面效果示意及样品图
图2 多波段兼容伪装性能测试
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