前言多光谱探测技术的快速发展让现代战场上的军事目标面临前所未有的威胁。从可见光相机到红外热成像仪从激光雷达到短波红外探测器装备的“眼睛”越来越锐利传统伪装手段日益捉襟见肘。与此同时这些非可见光波段本身又为加密通信提供了可能——如果能利用敌方无法察觉的信号传递信息便等于在战场上多了一条隐秘的“生命线”。然而隐身与通信对材料性能的要求几乎相反前者需要“无特征”后者必须“有特征”。如何让同一块材料同时满足两者东南大学课题组联合多家科研机构在《Light: Science Applications》上发表了一项颇具巧思的研究(https://doi.org/10.1038/s41377-026-02370-x)。核心突破该研究团队采用基于贝叶斯优化的逆向设计方法构建了一种七层光子结构。这种材料能够在可见光-近红外-短波红外0.38-2.5μm范围内实现宽带光学隐身同时在中波红外和长波红外波段实现动态热辐射调控。核心机制在于二氧化钒这一相变材料的引入。当温度变化时二氧化钒会在绝缘态和金属态之间切换从而改变整个光子结构的光学响应。研究人员通过精密设计七层薄膜堆叠结构二氧化钛/硅/锗/二氧化钒/氧化铟锡/硅/钼让不同波段的光“各行其道”。在可见光波段顶部三层材料二氧化钛/硅/锗作为结构色生成层通过调整厚度可产生覆盖66% CMYK色域的各种颜色以适应沙漠、丛林、海洋等不同背景环境。而在中远红外波段二氧化钒的相变可让材料在中波红外和长波红外之间切换高发射率状态。实验数据显示该结构在中波红外/长波红外的平均发射率可在0.41/0.90与0.93/0.45之间切换。更重要的是可见光颜色的调整几乎不影响红外性能。这种“光谱解耦”能力意味着材料可以在保持光学隐身的同时独立地操控热辐射特征——这正是隐身与通信功能得以兼得的关键。研究意义这项研究的核心突破在于光谱解耦设计理念。传统多波段伪装材料往往“顾此失彼”调整一个波段必然扰动另一个波段。该工作通过逆向设计实现了可见光颜色独立可调、近红外/短波红外宽带吸收稳定、中远红外动态切换互不干扰的“三全其美”解决了长期困扰该领域的设计矛盾。这一平台将隐身与通信融为一体为未来智能伪装系统提供了全新思路。在复杂的电磁环境中当无线电通信被压制或截获时这种红外热通信链路可作为备用通道实现低带宽、高安全性的短消息交互。当然该技术仍有提升空间。目前受限于热控响应速度通信速率较低仅适合身份识别码或静态密码传输。同时研究者坦言面对高分辨率军用级传感器和高光谱成像设备该材料的隐身性能仍需进一步验证。此外如何将隐身频段拓展至微波雷达波段也是未来重要方向。当军事装备既能“隐身”又能“通信”当基础物理原理支撑起实用化技术的突破我们距离真正的“智能伪装”或许又近了一步。图1光子结构示意图及其逆向设计流程图2光子结构的优化结果与机理分析图3制备样品及多光谱表征图4宽带光热伪装性能的实验验证图5加密信息传输的实验验证【注】小编水平有限若有误请联系修改若侵权请联系删除