新型超薄涂层使用T俩来掩盖红外热像仪的温度变化

用长波红外摄像机拍摄的这张Kats实验室中相同研究人员的图像显示了在温暖（面部和身体）和凉爽（桌子）区域之间明显的颜色变化。

威斯康星大学麦迪逊分校的工程师开发的超薄涂层可以颠覆与热辐射有关的材料的普遍存在的物理现象：物体变得越热，它发出的光越亮。

由独特的可调材料sa氧化镍设计的新涂层采用了一些温度欺骗手段。

“这是第一次将温度和热光发射分离成一个固体物体。我们建造的涂层以一种非常特殊的方式“打破”了温度和热辐射之间的关系，威斯康星大学麦迪逊分校电气与计算机工程系教授Mikhail Kats说。“基本上，在一个温度范围内，我们的涂层发出的热辐射功率保持不变。”

目前，该温度范围很小，大约在105到135摄氏度之间。但是，随着进一步的发展，Kats说，这种涂层可能会应用于热传递，伪装以及随着红外热像仪对消费者的广泛使用，甚至可以用于保护人们的个人隐私。

红外图像显示红外热像仪在加热时会出现常规材料（前三行）。威斯康星大学麦迪逊分校的工程师开发的特殊涂层将物体底部的温度变化隐藏在底部的两行中。

凯特斯，他的小组成员及其在威斯康星大学麦迪逊分校，普渡大学，哈佛大学，麻省理工学院和布鲁克海文国家实验室的合作者于2019年12月17日发表了《美国国家科学院院刊》上的进展细节。

无论温度如何，涂层本身都会发出固定量的热辐射。这是因为它的发射率（给定材料在给定温度下发光的程度）实际上随温度下降而抵消了其固有辐射，这是Kats实验室的博士生Alireza Shahsafi说的，他是该论文的主要作者之一。研究。

参与这项工作的西澳大学团队的成员包括博士后学者Yuzhe Xiao和研究生Alireza Shahsafi，Yu Zhaoning（四月），Jad Salman，万成浩和Ray Wambold。

Shahsafi说：“我们可以想象一个未来，红外成像将变得更加普遍，从而对个人隐私产生负面影响。”“如果我们可以用此类涂料覆盖衣服的外部，甚至用车辆覆盖车辆，则红外摄像机将很难分辨下面的内容。将其视为红外线隐私防护罩。效果取决于温度变化导致涂层光学性能的变化。因此，表面的热辐射会发生巨大变化，并可能使红外热像仪感到困惑。”

在实验室中，Shahsafi和Kats小组的成员展示了该涂层的功效。他们从加热器上悬挂了两个样品（一个带涂层的蓝宝石样品和一个没有涂层的参考样品），以使每个样品的一部分都接触到加热器，其余样品则悬浮在凉爽得多的空气中。当他们用红外摄像机观察每个样品时，他们在参考蓝宝石上看到了明显的温度梯度，从深蓝色到粉红色，红色，橙色和几乎白色，而被覆蓝宝石的热像基本保持均匀。

团队合作对项目的成功至关重要。普渡大学的合作者Shriram Ramanathan的小组合成了nickel氧化镍并进行了详细的材料表征。麻省理工学院和布鲁克海文国家实验室的同事们使用了粒子加速同步加速器的强光来研究涂层的原子级行为。

沙赫萨菲（Shahsafi）和帕特里克·罗尼（Patrick Roney，桑迪亚国家实验室的雇主，由凯茨（Kats）资助他的硕士学位）领导了实验工作，这也促使凯茨（Kats）的博士后研究员Yuzhe Xiao发表了其他论文，描述了他们非常精确的测量技术。Kats小组的其他几位学生通过显微镜和其他方法对涂层进行了表征。

Kats是威斯康星大学麦迪逊分校电气与计算机工程系的Dugald C. Jackson教授。PNAS论文的其他作者包括威斯康星大学麦迪逊分校的肖宇哲，万成浩，雷蒙德·沃博尔德，贾德·萨尔曼和于兆宁，哈佛大学的尤周，普渡大学的张震，麻省理工学院的李嘉瑞和里卡多·科姆，以及布鲁克海文国家大学的杰里·萨多夫斯基实验室。

参考：Alireza Shahsafi，Patrick Roney，尤周，张震，肖宇哲，万成浩，Raymond Wambold，Jad Salman，余兆宁，李嘉瑞，Jerzy T.Sadowski，Riccardo Comin，Shriram Ramanathan和Mikhail卡茨（A.Kats），2019年12月17日，美国国家科学院院刊。
10.1073 / pnas.1911244116

这项研究得到了海军研究办公室（N00014-16-1-2556）和国家科学基金会（ECCS-1750341）的资助。