台湾大学开发新型红外热技术设计：金属玻璃助力双功能系统实现红外伪装与热管理

    2025年1月9日，台湾大学（NTU）的研究人员开发了一种先进的红外热技术设计，利用金属玻璃的可调光学特性，将红外伪装和红外热管理功能结合在一个系统中。该系统在大气窗口的同一波长区域内提供红外伪装和红外热管理的双重功能。

    一、传统热伪装技术的局限性

    传统的低发射率热伪装设计方法仅适用于隐藏温度高于350°C的目标。对于旨在降低近室温至350°C以下中高温范围内检测目标能力的应用，这种方法无效。此外，鉴于日常环境的热发射率通常很高，在设计红外热伪装和管理系统时应考虑目标背景环境的热发射率。

    二、新型双功能系统的设计

    为了实现多功能热伪装，同时保持有效的热管理，研究人员将金属玻璃与Berreman模式的近零（ENZ）薄膜（SiO₂、Al₂O₃和TiO₂）相结合，并将ENZ薄膜堆叠在金属基底层上。金属玻璃的可调节发射率使该系统能够适应各种红外热伪装场景。

    在8μm至14μm的长波红外（LWIR）区域，研究人员发现热管理系统的小视角表现出金属玻璃的光学特性。当视角增加到45°以上时，系统在横向磁极化中表现出高热发射率。因此，该系统能够提供有效的热管理功能，而不会损害热伪装功能的性能。视角的增加是由ENZ薄膜的多个Berreman模式驱动的。

    三、研究成果

    研究小组发现，金属玻璃上的ENZ薄膜的冷却能力比传统的低辐射热伪装设计策略高出1.79倍。此外，来自NTU系统的热图像表明目标和背景环境之间的热辐射相似度超过97%。通过将金属玻璃引入红外热伪装技术，并利用玻璃可调节的发射率，由Hsuen-LiChen教授领导的NTU团队在相同的大气窗口波长区域内创建了一个用于红外伪装和热管理的双功能系统。

    这种用于热管理的创新多层薄膜设计方法有助于开发新方法，以降低使用热成像设备对目标的可探测性。这项研究发表在《材料视野》上。