韩国研发红外和可见光谱中均"能让士兵隐形"的热致变色人造皮肤

韩国研发红外和可见光谱中均"能让士兵隐形"的热致变色屏人造皮肤

【导读】

在这项研究中，研究人员研发出了一种在多光谱下都无法察觉的皮肤，能够仅通过一种灵活的双功能装置（主动冷却和加热）来进行简单的温度控制，就能让人类皮肤在红外和可见光谱中均能主动融入背景环境。

自然界有很多物种具有"隐身"功能。它们会通过改变自己的肤色积极融入环境中，这既有助于捕食者捕食，也可以防止受到攻击，从而大大增加生存几率。其中，头足类动物的表皮(如章鱼、墨鱼和鱿鱼)可以根据其需要在可见光和红外波长范围内，通过快速的神经和肌肉信号重新排列真皮层中的色素团与环境匹配。

受此启发，韩国研究人员想在人体皮肤上重现这种在红外和可见光中容易伪装的能力，于是研发出了"隐形人造皮肤"。通过激活加热和冷却功能，人造皮肤就可以在短短5秒内实现颜色变化。甚至，据韩国科研团队发表的研究报告显示，即便是先进的热成像摄像机，也无法发现这种可变颜色的人造皮肤。该研究发表在《先进功能材料》杂志上。

这种贴片可以根据不同观点温度改变光反射率，因此研究人员可以根据需要扩展它在红外和可见光范围下的可视效果。研究表明，在多光谱范围内，它完全能够达到隐藏人体皮肤的标准。

这种人造皮肤被设计成一种贴片。贴片是可弯曲的，并符合皮肤的各种弯曲率，因此可以作为可穿戴设备进行佩戴。

作为贴片设计，该人造皮肤由像素化屏幕组成--像素化的屏幕排列在贴片上，由热电(TE)单元组成，通过施加反向电流来冷却或加热，使用热致变色液晶屏幕快速响应周围环境变化，并在多光谱范围内隐藏人体皮肤。

通过在表面加入热致变色液晶，研究人员进一步扩展了从红外到可见光范围(它根据温度改变光反射率)，从而允许通过控制温度产生不同的颜色。

不过这些人造皮肤目前还处于早期阶段，研究团队表示，这些贴片使用了一种特殊的微型摄像机，使它们能够自主地对周围区域做出反应。

为了测试这种"隐形人造皮肤"，研究小组将人造皮肤贴片贴在受试者身上，让他在不同颜色和温度背景下移动。最终他们观察到，"在难以察觉的人造皮肤中，单个像素会迅速适应背景环境，而且隐身准确率极高。"

在另一个演示中，人造皮肤被贴在受试者的脸颊上，背景是灌木丛。结果显示，被该人造皮肤覆盖的皮肤区域与背景色融为一体，难辨真假。

据悉，韩国研究团队已经对这种"隐形人造皮肤"进行了多次测试。特别是在模拟测试中，穿戴"人造皮肤"的士兵在不同颜色和温度背景下进行移动，正是模拟了实战场景。研究结果显示，这种"人造皮肤"的隐身准确率非常高。甚至，研发团队还针对丛林作战场景需求，安排受试者在脸部贴上"人造皮肤"进行演示，测试效果同样非常出色。

该团队目前还在解决人造皮肤在极端温度下的问题，如北极或沙漠，这可能会影响该设备的隐身能力。不过研究人员称，这个问题可以通过添加适当的热绝缘体来解决，但可能会对性能造成一定的影响。

总而言之，这项研究借助可见光模式和红外隐形模式，有望帮助开发下一代柔性隐蔽军用可穿戴设备，从而实现真正的隐身。