Material Science：讓紅外遁形

紅外光，又叫紅外線，1800年由英國科學家赫歇爾發現。紅外線是波長比可見光要長得多的電磁波，波長在0.77μm~ 1000μm之間，在光譜上位於紅色可見光的外側，具有明顯的熱效應，人們能感覺到但是看不見紅外光。

自然界的任何物體都是紅外光輻射源，不停地向外輻射紅外光。利用紅外光的光電效應，人們製成了紅外夜視儀。紅外夜視儀能夠將自然界物體的輻射或者反射出來的、人眼看不見的紅外光，通過光電望遠物鏡，投射到光電轉換器的陰極上。根據愛因斯坦光電效應，這時就有電子流從光電陰極跑出來，並以很快的速度射向熒光屏。在電子射向熒光屏的途中，科學家設計了一種電子透鏡，使電子按一定的路線射向熒光屏，同時把被物鏡翻轉的倒立像再翻轉為正像，這樣就可以清楚地看出夜間的景物。

紅外攝像機和紅外照相機也是基於這樣的原理，這些設備不僅可以在黑暗中攝像和照相，還可以透過薄霧和海水進行攝像和照相，甚至可以對帶有溫度的痕迹進行成像。利用紅外成像技術，人們可以診斷疾病、探測材料損傷、偵察敵情。目前，人們已經能夠通過飛機、衛星上的紅外遙感探測器從高空發現大森林裡一個掉在地上的煙頭所發出的紅外光，由於紅外遙感具有很高的分辨力，能晝夜工作，該技術在地質勘探、環境保護、軍事偵察上得到廣泛的應用。

前方高能預警

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然而，事情正在悄悄發生著變化。

美國威斯康星大學麥迪遜分校江洪睿教授的團隊最新的研究結果表明，他們研發出一種厚度不到1毫米的新型「隱形材料」，和10張紙的厚度相當，可以吸收94%的紅外光。物體覆蓋這種新材料後，很難被紅外相機發現。

註：圖片來自「光行天下」

這種新型材料使用了太陽能板中常用的黑硅，黑硅表面具有大量微小針狀結構，被稱作納米線。光線照射到其表面後，會在納米線之間來回反射，以致最終損耗掉，相應的發出紅外線的物體也就難以被發現。研究人員用微小的銀粒子蝕刻硅表面，使納米線變得更細長，從而增強了材料對紅外光的吸收能力。

無獨有偶，英國曼徹斯特大學的一個科研團隊近日研製出了一種能讓物體逃避紅外攝像機的柔性薄膜。不同的是，威斯康星大學的做法是通過反射的方式將紅外能量消耗掉，曼徹斯特大學的做法則是改變石墨烯材料的光學結構特性。

曼徹斯特這項研究受到烏賊偽裝色的啟發，特殊薄膜材料以有序排列的尼龍、金及聚乙烯為結構，然後通過浸泡在由帶電分子和多層石墨烯組成的溶液中而製得。

通常來說，厚度相當於單個原子的石墨烯材料具有很好的散熱能力，它可以吸收物體產生的熱量並以紅外光的形式發散出去。但科研人員發現，當給石墨烯薄膜材料通電之後，材料中聚乙烯層中的帶電分子會與石墨烯融合，從而改變材料的光學結構，減少石墨烯向外發射紅外線得能力，從而實現薄膜覆蓋下的熱物體的隱身。

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