历时两年的研究,南京大学科研团队首次提出并构建了一种基于金纳米颗粒自组装的类皮肤超材料。近日,相关成果在国际学术期刊《科学·进展》上发表。
在南京大学现代工程与应用科学学院的实验室,这块片状材料上贴着的黑色薄膜,就是新型隐身材料。它的厚度仅有0.6微米,相当于一根头发丝,而且柔软可弯曲,能够依附在物体表面。
透过电子扫描显微镜可以观察到,隐身材料的表面是由金纳米颗粒组装形成的中空柱。这些柱体垂直排列,拥有周期性的通孔,这也使得它可以像皮肤一样具有透气性。
团队成员现场用红外相机进行了演示,从显示器中可以观测到,贴了隐身材料的部分,颜色与周边环境相接近,而没有贴隐身材料的区域,则明显被探测到。
南京大学现代工程与应用科学学院博士方诗琦 表示:“我们通过这样一个比较精细的结构调控,实现的效果是在可见波段的吸收率高达94%,从而去适应黑色的背景环境。同时,它的中波红外和长波红外的发射率分别低于10%和5%,能够有效地去抑制物体的红外辐射。”
研发过程中,团队关注到,即使是同一种金属,从纳米到宏观的不同尺度下,它的特征结构也会具有不同的光学特性。
目前,这种隐身材料以金为原材料,通过制备工艺的设计,基于金纳米颗粒的自组装过程,制备出了多级三维全金属结构。未来,这种结构设计也可以扩展应用于其它的金属材料。目前团队也正在探索该材料在其它光热调控领域的应用。