近日，我校工學(xué)院材料學(xué)科團(tuán)隊(duì)在軍事偽裝材料領(lǐng)域取得突破，研發(fā)了一種基于水滑石的環(huán)保型叢林偽裝涂層，相關(guān)研究成果以“An environmental- friendly, high-similar camouflage coating based on hydrotalcites for simulating green vegetation”為標(biāo)題發(fā)表在材料學(xué)知名期刊《Chemical Engineering Journal》（SCI一區(qū)TOP，IF=13.3）上，論文第一作者為我校電子信息專業(yè)2022級(jí)碩士生徐博，潘國(guó)祥教授、徐敏虹高級(jí)實(shí)驗(yàn)師為共同通訊作者。

　　高光譜成像探測(cè)是一種新型遙感技術(shù)，在可見(jiàn)光到近紅外波長(zhǎng)光譜（400-2500nm）范圍內(nèi)工作。隨著科技的不斷進(jìn)步，高光譜成像探測(cè)技術(shù)已日臻成熟，并廣泛應(yīng)用于遙感、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)勘探和環(huán)境監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭(zhēng)領(lǐng)域，高光譜探測(cè)技術(shù)得到了廣泛采用。然而，為對(duì)抗這項(xiàng)技術(shù)而設(shè)計(jì)的隱形和偽裝技術(shù)仍處于起步階段。值得注意的是，叢林是現(xiàn)代軍事行動(dòng)的主要戰(zhàn)場(chǎng)。目前，隱身技術(shù)主要采用有機(jī)或無(wú)機(jī)顏料來(lái)制備偽裝涂料，但無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)“同色”和“同譜”的偽裝效果。該技術(shù)基于各種物體對(duì)光譜的吸收和反射特性，在叢林偽裝材料中，在綠色植被的光譜上模擬了四種突出的振動(dòng)，開(kāi)發(fā)能夠同時(shí)滿足相同顏色和光譜要求的偽裝涂層，對(duì)于高光譜偽裝領(lǐng)域具有重要意義。

　　近年來(lái)，研究人員對(duì)叢林偽裝技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究。氧化鉻綠被用來(lái)調(diào)節(jié)偽裝涂層的可見(jiàn)光譜和顏色。然而，由于無(wú)機(jī)材料體系缺乏基本水分，偽裝材料無(wú)法滿足吸水峰的特性。在偽裝涂料的應(yīng)用中，耐候性至關(guān)重要。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種既能同時(shí)滿足相同顏色和光譜性能，又具有良好耐候性的環(huán)保型偽裝涂料。

　　同色、同譜、耐候性等問(wèn)題都在一定程度上受到光譜谷的影響。水谷的模擬通常基于植物的特征光譜，因?yàn)樗ǔ１徽J(rèn)為是影響植物葉片近紅外光譜響應(yīng)的主要因素。近紅外波段中的吸收基團(tuán)類型證實(shí)，1450nm左右的綠色植被吸收帶對(duì)應(yīng)于-OH的第一諧波產(chǎn)生，1940nm左右的吸收帶歸屬于-OH的組合頻率。因此，有效的近紅外光譜模擬材料必須具有-OH的特征峰。

　　此外，層狀雙氫氧氫氧化物（水滑石，簡(jiǎn)稱LDHs）是一類在不同行業(yè)中具有廣泛應(yīng)用潛力的陰離子粘土，如涂料，塑料，熱穩(wěn)定劑，阻燃劑和催化劑。與植物葉片相比，水滑石具有獨(dú)特的層間結(jié)構(gòu)，可以儲(chǔ)存大量的水分子，使其成為模擬植物葉片在1400nm和1900nm左右吸水峰的理想試劑。然而，傳統(tǒng)的水滑石偽裝材料仍然存在吸水峰模擬不精確的問(wèn)題。

　　為了實(shí)現(xiàn)可以模擬植被顏色的高光譜成像偽裝，使用的顏料或涂層必須表現(xiàn)出與植物相同的顏色和光譜。550nm處的峰值主要受葉綠素分子的影響，構(gòu)成了400-760nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)植物的主要光譜特征。目前，國(guó)內(nèi)外研究主要依靠Cr2O3產(chǎn)生綠峰。然而，由于Cr2O3被列為對(duì)人體有害的重金屬顏料，因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種新型環(huán)保混合綠色顏料。

　　隨著高光譜成像技術(shù)（400-2500nm）在軍事偵察領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)偽裝涂料因無(wú)法同步實(shí)現(xiàn)顏色匹配與光譜特征模擬而面臨淘汰。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地構(gòu)建了新型涂層，該涂層由MgAlFe-LDHs-CA、ZnAl-LDH-AG和BiVO4組成，對(duì)綠色植被的光譜模擬精度達(dá)到97.56%。在戶外曝曬90天后，該涂層光譜特性無(wú)明顯變化，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐候性。

　　該成果不僅可應(yīng)用于軍事裝備隱身、野戰(zhàn)工事偽裝等國(guó)防領(lǐng)域，其化學(xué)特性與光譜調(diào)控能力更可拓展至農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、生態(tài)修復(fù)等民用場(chǎng)景。

　　全文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/>abs/pii/S1385894724099455?via%3Dihub