南京大學 & 中科院長春光機所Nat. Commun. | 多光譜偽裝輻射制冷膜的分級設計與規模化生產

第一作者：Yi Jiang, Banghai Wang, Yang An

通訊作者：Wei Li, Yanqing Lu, Jia Zhu, Bin Zhu

通訊作者單位：南京大學、中國科學院長春光學精密機械與物理研究所

導讀

在各種戶外環境下，物體（人類、動物、設施等）的外觀和光學特性往往需要同時滿足兩個主要目的：自身舒適度的保持和應對環境的自我保護。其中，制冷技術是應對全球變暖加劇和白天峰值溫度上升的重要手段，而偽裝是躲避危險的重要保護措施。然而，這兩個要求因為共享類似的波段，因此往往存在光學上的矛盾。以輻射制冷和紅外偽裝為例，它們都集中在中紅外波段（2.5-20 μm），但輻射制冷要求中紅外高發射，而紅外偽裝要求3-5 μm和8-14 μm波段低發射，因此，設計中紅外選擇性光譜同時實現多光譜偽裝和制冷性能至關重要。

本文報道了一種適用于多光譜偽裝的輻射制冷膜，該薄膜由鋁-聚酰胺66金屬基聚合物雙層結構組成，通過跨尺度的分級設計和可規?；撵o電紡絲工藝可實現紅外（3-5 μm和8-14 μm）和激光（10.6 μm）波段的兼容偽裝，并在非大氣窗口（5-8 μm和14-20 μm）波段實現高效的輻射制冷，同時在-60 °到60 °之間具有弱的角度依賴性。

此外，該薄膜可通過精心設計調控表面發射率和顏色以平衡不同環境下的偽裝和制冷效果。該工作提出的官能團篩選原則有望推動聚合物基光子晶體的精確設計，開發的多光譜偽裝輻射制冷膜也有望推動隱身領域的大規?？沙掷m應用。

亮點分析

一、分級跨尺度設計的多光譜偽裝輻射制冷膜

本文通過分級跨尺度設計和可規模化靜電紡絲工藝制備了鋁-聚酰胺66金屬基聚合物雙層結構薄膜（X-film），協同兼容了可見、紅外、激光多波段偽裝和輻射散熱性能。

原子振動：原子組成的化學鍵振動決定了材料的本征紅外吸收特性。

分子構型：聚合物主要由主鏈和官能團組成，而官能團代表了聚合物的主要性質，通過官能團篩選原則可決定滿足理想光譜選擇性的基本單元。

微納結構：百納米纖維直徑提供了低的中紅外散射效率，隨機堆疊的纖維結構提供了中紅外弱的角度依賴性。

圖 1 |多光譜偽裝輻射制冷膜的分級跨尺度設計

二、多光譜偽裝輻射制冷膜的實際應用

通過附有X-film（X-fabric）和鋁箔（Al-fabric）的棉織物穿在假人模型身上進行多光譜偽裝與降溫性能驗證，模型的胸部和腹部等主要部位貼有加熱片模擬人體發熱。

紅外偽裝特性：X-fabric與Al-fabric具有相似的紅外隱身特性。

可見偽裝特性：X-fabric可調節顏色，在白墻背景下比Al-fabric更有偽裝優勢。

激光偽裝特性：激光偽裝潛力通過利用量子級聯激光器發射10.6μm光打在假人模型身上并用紅外相機監測其在織物表面產生的亮斑溫度來評估，更高的溫度說明隱身效果越差。X-fabric比Al-fabric更具激光偽裝潛力，能承受更短的最大探測距離。

角度依賴性：X-fabric在-60 °到60 °內都具備優異的紅外偽裝性能。

降溫性能：X-fabric由于在非大氣窗口波段有額外的輻射散熱能力，因此能實現更低的溫度。

圖 2 |多光譜偽裝輻射制冷膜的實際應用

【文章信息】

Jiang, Y., Wang, B., An, Y. et al. Hierarchical design and scalable production of radiative cooling film featuring multispectral camouflage. Nat. Commun. (2026).

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