一种用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于伪装技术领域，涉及一种用于光学伪装的微流控薄膜及方法，具体涉及一种用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜及其制备方法，所述微流控薄膜具有单层或多层微通道结构，微流控薄膜的背面为反射层，在微通道中通入微流体，通过每层微通道中的微流体控制微流控薄膜整体的可见颜色和红外发射率。本发明专利技术的用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜的红外发射率和颜色通过控制微流体进行改变，具有主动性、可控性、精准控制的优点。当目标物体所处背景的颜色和温度改变时，可以通过控制流体改变微流控薄膜的颜色和发射率。改变微流控薄膜的颜色和发射率。改变微流控薄膜的颜色和发射率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于伪装
，涉及一种用于光学伪装的微流控薄膜及方法，具体涉及一种用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]伪装技术，其基本原理是通过材料、传感、控制等技术手段改变物体整体或局部的光学特性，从而实现物体与周围环境的融合，提高隐蔽性。
[0003]在可见光波段，目前存在的视觉伪装与隐身技术主要是利用设备自身改变电磁波传播特性的方法达到隐身目的，如专利号CN11572109A，公开了一种隐身材料系统及其制备方法，通过结构吸波层与伪装网的匹配设计，实现了雷达可见光的宽频隐身。另一种伪装技术是采用视觉采集系统，对周围环境进行观测后处理为电信号传递给其隐身装置并成像。如专利号CN1631281A，使用光纤对采集环境图像信息直接在目标物体表面显示，产生图像失真；专利号CN112028712A，使用电致变色材料对目标物体进行隐身伪装，但材料本身制备过程复杂、成本高、后期维护较为麻烦，不能大规模的制造与使用。
[0004]在红外波段，现有的红外伪装技术多是通过改变物体的红外辐射强度来达到热红外伪装的效果。通过斯蒂藩－玻尔兹曼定律，物体发射的红外辐射强度与物体发射率和物体绝对温度的四次方成正比。降低目标物体表面温度是最直接的红外伪装技术，如专利号CN112484573A，通过调整薄膜整体温度使目标物体整体在红外波段处于隐身状态。对红外发射率调控也是达到热红外伪装效果的主要手段，如专利号CN104762809A，通过将相变温度在30
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40℃的微胶囊与掺铝氧化锌粉体混合，得到低发射率的红外伪装面料。
[0005]目前主要的双波段隐身伪装技术多使用结构复杂、制备困难的材料，如专利号CN109696716A，在硫化锌基片上镀减反射层组成了在激光、长波红外双波段高强减反射膜，其减反射膜由四种薄膜材料制备的膜层叠加而成，膜层层数共计19层，从硫化锌基片开始，由内向外第1层为氧化铪，第2层到第18层中奇数层为氟化镱、偶数层为硫化锌，第19层为氮化硅；专利号CN11913329A，利用电致变色技术，在处理后的基底层制备高透过率导电层，WO3变色层、Ta2O5电解质层、经过退火处理后得到晶态WO3层，离子储存层，重复上述沉积步骤得到完整调节可见、红外双波段光学性能的电致变色薄膜器件。
[0006]现有隐身材料多专注某一特定波段进行调节，而对可见
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红外波段可以同时进行主动调节的材料较少，且多为结构复杂、制备工艺困难、调控范围较小、难以实际应用和大规模生产。针对此现状，本专利技术提出了一种利用微流控技术进行主动调节的可见与红外光双波段伪装的薄膜。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一在于提供一种用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜，能根据所处背景温度和颜色的变化动态调控红外发射率和颜色，与环境背景相融合，实现所覆盖物体的动态伪装。
[0008]本专利技术的目的之二在于提供一种用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜的制备方法，方法简单，便于调控。
[0009]本专利技术实现目的之一所采用的方案是：一种用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜，所述微流控薄膜具有单层或多层微通道结构，微流控薄膜的背面为反射层，在微通道中通入微流体，通过每层微通道中的微流体控制微流控薄膜整体的可见颜色和红外发射率。
[0010]优选地，所述微流控薄膜为可见和红外波段均透明的柔性聚合物材料。
[0011]优选地，所述微流控薄膜为聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的任意一种。
[0012]薄膜厚度不限，薄膜厚度为常规厚度即可，薄膜厚度一般在10
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10000m之间，根据需要选择即可。
[0013]优选地，所述微流体为可见光选择性吸收、红外半透明的液体或气体。
[0014]优选地，所述微流体在可见波段选择性吸收，表现出相应颜色，在红外波段半透明，红外发射率随流体厚度的增加而增加。
[0015]流体厚度不限，根据需要制备合适通道高度的微流通道即可，一般单层流体厚度范围在10
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1000m之间，根据需要选择即可。
[0016]优选地，所述液体为混合颜料的石蜡油、水、二甲基硅油、乙醇、松香水、丙酮中的至少一种。所述气体为氨气、乙烯气体、空气、氮气、氧气、氢气中的任一种。
[0017]反射层材质及厚度不限，常规厚度即可，一般在10nm
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1cm之间，金属反射层、高分子材料反射层或涂料反射层均可，常规选择的金属反射层比如：金、银、铜、钛、铝、等都可以，高分子材料反射层如PVDF等，涂料反射层如TiO2等。
[0018]本专利技术实现目的之二所采用的方案是：一种所述的用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜的制备方法，包括以下步骤：
[0019](1)制备模板，得到具有所需流道形状的微槽道的模板；
[0020](2)将聚合物平铺在所述步骤(1)制备的模板表面具有图案结构的一侧，进行热压，将聚合物融化填充模板的槽道，冷却后得到具有微槽道结构的聚合物薄膜；
[0021](3)将所述步骤(2)得到的具有微槽道结构的聚合物薄膜与聚合物平板薄膜热压粘合，形成微流体通道，得到具有微流体通道的薄膜；
[0022](4)在所述步骤(3)中得到的具有微流体通道的薄膜的底面沉积反射层；
[0023](5)在所述步骤(4)得到的薄膜的微流通道中通入微流体并封装微流体通道出入口，即得到所述用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜。
[0024]优选地，所述步骤(1)中，制备模板的具体步骤为：采用激光切割或化学刻蚀模板，并在模板表面根据所需流道形状制备槽道。
[0025]优选地，所述步骤(3)中，当制备多层微流通道时，将多个聚合物薄膜依次叠放后再与聚合物平板薄膜热压粘合。
[0026]具体的工作机理如下：
[0027]微流控薄膜为可见和红外波段均透明的聚合物材料，当微通道不通入流体时，表现为反射层的颜色，同时具有低红外发射率。微流体为具有可见波段选择性吸收和红外波段半透明特性的流体，当通道中通入流体时，薄膜表现为流体的颜色，微流体颜色与背景颜色相同或相近，达到可见光伪装的效果；同时，通入流体使发射率提高，保证微流控薄膜覆
盖物体温度变化时其红外辐射功率能够与周围环境相同或相近，达到红外伪装的效果。薄膜具有单层或叠层微通道结构，在单层结构中，通入流体后，薄膜表现为流体的颜色；在叠层结构中，薄膜表现为多层流体的叠加颜色。红外发射率与微流体的厚度有关，通入微流体的厚度不同，获得不同的红外发射率。微流控薄膜的颜色与红外发射率的调控相互独立，同一红外发射率可获得多种颜色，同种颜色可对应于不同红外发射率。在相同薄膜结构中，可以通入不同种类、不同厚度的流体或气体，得到不同的发射率。
[0028]本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0029](1)本专利技术的用于可见与红本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜，其特征在于：所述微流控薄膜具有单层或多层微通道结构，微流控薄膜的背面为反射层，在微通道中通入微流体，通过每层微通道中的微流体控制微流控薄膜整体的可见颜色和红外发射率。2.根据权利要求1所述的用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜，其特征在于：所述微流控薄膜为可见和红外波段均透明的柔性聚合物材料。3.根据权利要求1所述的用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜，其特征在于：所述微流控薄膜为聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的任意一种。4.根据权利要求1所述的用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜，其特征在于：所述微流体为可见光选择性吸收、红外半透明的液体或气体。5.根据权利要求4所述的用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜，其特征在于：所述微流体在可见波段选择性吸收，表现出相应颜色，在红外波段半透明，红外发射率随流体厚度的增加而增加。6.根据权利要求4所述的用于可见与红外双波段伪装的微流控薄膜，其特征在于：所述液体为混合颜料的石蜡油、水、二甲基硅油、乙醇、松香水、丙酮中的至少一种。7.一种如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘抗，刘辉东，毛铭冉，冯春早，廖雨田，黄景茂，邹军锋，徐诗浩，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：