目前，美國威斯康辛大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種由SmNiO3制成的超薄涂層，其在約30°C的范圍內(nèi)，不管溫度如何，都會(huì)發(fā)出相同數(shù)量的熱輻射。這種與溫度無關(guān)的熱輻射將有希望用于控制物體對(duì)紅外（IR）攝像機(jī)的可見性。

大多數(shù)固體的熱量輻射功率隨溫度呈一對(duì)一單調(diào)增加的關(guān)系。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種SmNiO3超薄的熱發(fā)射體會(huì)經(jīng)歷可逆的，溫度驅(qū)動(dòng)的固態(tài)相變，從而改變了這種熱輻射與溫度的依賴關(guān)系。這種從絕緣體到金屬的相變使研究人員能夠設(shè)計(jì)發(fā)射率的溫度依賴性，以抵消由Stefan-Boltzmann定律描述的固有黑體輻射，包括加熱和冷卻過程。

Mikhail Kats教授說：“我們設(shè)計(jì)的涂層以非常特殊的方式打破了溫度與熱輻射之間的關(guān)系。在特定的一個(gè)溫度范圍內(nèi)，我們的涂層發(fā)出的熱輻射功率保持不變?！蹦壳?，該溫度范圍很小，大約在105至135°C之間。但是，Kats認(rèn)為，隨著進(jìn)一步的研究，這個(gè)溫度范圍會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，該涂層也可能會(huì)應(yīng)用于熱傳遞，偽裝以及隨著紅外熱像儀對(duì)消費(fèi)者的普及而應(yīng)用于服裝中，以保護(hù)人們的個(gè)人隱私。如果用這種類型的涂層覆蓋衣服的外面，甚至用與覆蓋車輛等，那么紅外攝像機(jī)將很難分辨下面的東西。

用長波紅外相機(jī)拍攝的這張照片由米哈伊爾·卡茨（Mikhail Kats）實(shí)驗(yàn)室的研究人員顯示，在溫暖的區(qū)域（面部和身體）和涼爽的區(qū)域（桌子）上，顏色明顯不同。

本文的涂層設(shè)計(jì)可在長波段大氣透明窗口（波長8至14 μm）內(nèi)，在大約30°C的溫度范圍內(nèi)（以120°C為中心）提供與溫度無關(guān)的熱發(fā)射功率。為了證明涂層的功效，研究人員從加熱器上懸掛了兩個(gè)樣品，一個(gè)是藍(lán)寶石涂層，另一個(gè)是沒有涂層的參考樣品。每個(gè)樣品的一部分與加熱器接觸，而其余部分則懸浮在冷空氣中。當(dāng)研究人員用紅外熱像儀觀察每個(gè)樣品時(shí)，他們在參考藍(lán)寶石上看到了明顯的溫度梯度，從深藍(lán)色到粉紅色，紅色，橙色和幾乎白色，而被涂層覆蓋的藍(lán)寶石的熱照片基本保持均勻。

對(duì)此工作做出貢獻(xiàn)的成員包括博士后學(xué)者Yuzhe Xiao和研究生Alireza Shahsafi，Zhaoning Yu，Jad Salman，Wanghao Wan和Ray Wambold。

Kats和他的小組與普渡大學(xué)，哈佛大學(xué)，麻省理工學(xué)院和布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家合作進(jìn)行了這項(xiàng)研究。該研究目前已發(fā)表于“Proceedings of the National Academy of Sciences”上（www.doi.org/10.1073/pnas.1911244116）。