韓國研發紅外和可見光譜中均"能讓士兵隱形"的熱致變色屏人造面板
【導讀】
在這項研究中,研究人員研發出了一種在多光譜下都無法察覺的面板,能夠僅透過一種靈活的雙功能裝置(主動冷卻和加熱)來進行簡單的溫度控制,就能讓人類面板在紅外和可見光譜中均能主動融入背景環境。
自然界有很多物種具有"隱身"功能。它們會透過改變自己的膚色積極融入環境中,這既有助於捕食者捕食,也可以防止受到攻擊,從而大大增加生存機率。其中,頭足類動物的表皮(如章魚、墨魚和魷魚)可以根據其需要在可見光和紅外波長範圍內,透過快速的神經和肌肉訊號重新排列真皮層中的色素團與環境匹配。
受此啟發,韓國研究人員想在人體面板上重現這種在紅外和可見光中容易偽裝的能力,於是研發出了"隱形人造面板"。透過啟用加熱和冷卻功能,人造面板就可以在短短5秒內實現顏色變化。甚至,據韓國科研團隊發表的研究報告顯示,即便是先進的熱成像攝像機,也無法發現這種可變顏色的人造面板。該研究發表在《先進功能材料》雜誌上。
這種貼片可以根據不同觀點溫度改變光反射率,因此研究人員可以根據需要擴充套件它在紅外和可見光範圍下的可視效果。研究表明,在多光譜範圍內,它完全能夠達到隱藏人體面板的標準。
這種人造面板被設計成一種貼片。貼片是可彎曲的,並符合面板的各種彎曲率,因此可以作為可穿戴裝置進行佩戴。
作為貼片設計,該人造面板由畫素化螢幕組成--畫素化的螢幕排列在貼片上,由熱電(TE)單元組成,透過施加反向電流來冷卻或加熱,使用熱致變色液晶螢幕快速響應周圍環境變化,並在多光譜範圍內隱藏人體面板。
透過在表面加入熱致變色液晶,研究人員進一步擴充套件了從紅外到可見光範圍(它根據溫度改變光反射率),從而允許透過控制溫度產生不同的顏色。
不過這些人造面板目前還處於早期階段,研究團隊表示,這些貼片使用了一種特殊的微型攝像機,使它們能夠自主地對周圍區域做出反應。
為了測試這種"隱形人造面板",研究小組將人造面板貼片貼在受試者身上,讓他在不同顏色和溫度背景下移動。最終他們觀察到,"在難以察覺的人造面板中,單個畫素會迅速適應背景環境,而且隱身準確率極高。"
在另一個演示中,人造面板被貼在受試者的臉頰上,背景是灌木叢。結果顯示,被該人造面板覆蓋的面板區域與背景色融為一體,難辨真假。
據悉,韓國研究團隊已經對這種"隱形人造面板"進行了多次測試。特別是在模擬測試中,穿戴"人造面板"計程車兵在不同顏色和溫度背景下進行移動,正是模擬了實戰場景。研究結果顯示,這種"人造面板"的隱身準確率非常高。甚至,研發團隊還針對叢林作戰場景需求,安排受試者在臉部貼上"人造面板"進行演示,測試效果同樣非常出色。
該團隊目前還在解決人造面板在極端溫度下的問題,如北極或沙漠,這可能會影響該裝置的隱身能力。不過研究人員稱,這個問題可以透過新增適當的熱絕緣體來解決,但可能會對效能造成一定的影響。
總而言之,這項研究藉助可見光模式和紅外隱形模式,有望幫助開發下一代柔性隱蔽軍用可穿戴裝置,從而實現真正的隱身。