UCB研究人员研发出诱骗红外热像仪温度感知的涂层

即使环境温度很高，但上图中的字母C-A-L看起来也很“凉爽”。加州大学伯克利分校的研究人员开发了一种涂层，能够诱骗红外热像仪对特定区域的温度感知。

光有时会迷惑我们的眼睛。对于看起来很光亮的表面，人眼的响应其实很大程度上取决于周围的环境和光照条件。

据麦姆斯咨询报道，加州大学伯克利分校的研究人员开发出了一种将视觉“诱饵”植入物体表面的方法，可以诱骗红外热像仪检测到实际不存在的特定图像。

在近日发表于《先进材料》的一篇论文中，加州大学伯克利分校材料科学与工程系吴军桥(Junqiao Wu)教授和博士后研究员Kechao Tang介绍了他们用精心设计的掺钨二氧化钒薄膜制造这种特殊结构。

红外光对人眼来说是不可见的，但是可以用多种红外设备进行探测，比如夜视镜和热像仪等。伯克利研究人员开发的涂层可以有效地调节目标物体，使其发射与周围环境相同的红外辐射，从而使红外探测设备无法分辨。

不过，令这项研究特别新颖的是，他们可以操纵涂层，使利用红外设备观测的用户看到并非实际的假象。

研究人员在论文中介绍称：“这种结构为红外信号操纵和处理提供了一种前所未有的通用平台。”

为了制造这种结构，吴军桥教授及其团队重点研究了掺杂钨的二氧化钒，这种物质在一定温度下可以从低温绝缘体向导电金属相转变。

通过对掺杂分布进行精心设计，绝缘体-金属相变可以均匀化，从而使物质在很宽的温度变化范围内(15-70摄氏度)发射恒定水平的热辐射。这种平衡状态，可以使热像仪无法探测物体在室温范围发出的真实红外信号。

类似的，还有其他研究人员探索了用不同的相变材料来隐藏红外辐射。例如，美国威斯康星州大学麦迪逊分校的科学家们研究了氧化钐镍材料，而中国杭州浙江大学的研究人员则重点研究了锗-锑-碲材料，来实现热伪装。

伯克利的这项研究受到了美国国家科学基金会和Bakar Fellows Program的支持，他们的研究取得了多项进展。他们在由硼硅酸盐玻璃和蓝宝石制成的结构上生长了超薄的二氧化钒层(厚度不到100纳米)。利用脉冲激光，研究人员在薄膜中掺杂了不同量的钨，然后将这种材料转移到一种特殊的聚乙烯薄膜胶带上。

研究人员称，这种方法具有机械柔性，无需耗能，且对于目标温度具有固有的时间和空间自适应能力，提供了更好更一致的伪装。通过控制聚乙烯胶带涂层上钨掺杂二氧化钒的结构和成分，研究人员可以制造出一种红外“诱饵”。

“我们如何生长这些材料，可以改变人们最终认为他们看到的图像。”吴教授称。在这篇论文中，研究人员介绍了他们如何将字母C-A-L编码到样本上，然后将这些样本放在物体表面。字母的颜色可以代表人们从红外相机中看到的温度。例如，无论样本的实际温度如何，蓝色C表示温度恒定为5摄氏度，浅蓝色A表示温度恒定为15摄氏度，而绿色L表示温度恒定为25摄氏度。

尽管物体的实际温度在35-65摄氏度之间变化很大，但通过红外相机，人们会清楚地看到与实际温度无关的低温“C-A-L”字母。吴教授表示：“我们既可以抹去真实的信息，也可以创造虚假的信息。环境温度再高，C-A-L都能保持低温。”

可以想见，这种技术对于军事和情报机构是有用的，因为他们可以阻止对国家安全构成威胁的日益复杂的监视技术。此外，它还可能孕育未来的加密技术，使信息可以更安全地隐藏起来，防止未经授权的访问。