一种含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有可吸水透明涂层的可见光

【技术实现步骤摘要】
一种含有可吸水透明涂层的可见光
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近红外仿生光谱模拟材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种含有可吸水透明涂层的可见光
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近红外仿生光谱模拟材料及制备方法，属于光谱模拟领域。

技术介绍

[0002]高光谱探测技术的核心是高光谱遥感技术，高光谱遥感是在原有的多光谱成像遥感基础上发展起来的新型探测识别技术，从20世纪80年代末开始研究，目前已经发展成为一种成熟的侦察技术，已经在民用和军用领域得到了广泛的应用。高光谱遥感的出现是遥感技术的一场革命，很多在多光谱遥感中不可探测的物质，在高光谱遥感中都能被识别。
[0003]高光谱遥感技术是在可见光至短波红外(380
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2500nm)波段范围内，以数纳米的光谱分辨率采样，在数十至数百个波段同时对目标成像，每个波段成1幅二维空间图像，可形成由多个二维空间图像按光谱维叠加而成的三维高光谱图像(数据)立方体，所以高光谱遥感技术也被称为高光谱成像技术。高光谱遥感将反映目标辐射属性的光谱与反映目标空间和几何关系的图像革命性地结合在一起，达到了“图谱合一”的效果，非常有利于目标探测。
[0004]为了抵抗高光谱探测技术带来的威胁，开发高光谱伪装材料具有相当重要的战略意义。现有的伪装材料的研究主要集中在森林背景下更好的模拟叶片的反射光谱。叶片在 380
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2500nm反射光谱中具有四个相当显著的反射特征，分别为550nm左右出现一个反射峰，称为“绿峰”；680nm
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780nm区间的一个陡坡，称为“红边”；780
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1300nm范围内的反射率维持在40％
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60％之间的平台，称为“近红外高原”；以及在1450nm和1950nm左右，形成两个吸收谷，称为“水分吸收谷”。经过长时间研究表明，叶片的四个典型太阳光谱反射特征的形成与其色素、水分和干物质的吸收以及树叶内部的结构有关，呈现出较为显著的一一对应关系。
[0005]目前，国内外关于植物叶片光谱模拟材料的研究表明，可见光区的绿峰和红边可以通过着色剂来实现。常用的着色剂分为三类，分别是叶绿素及其衍生物类、无机颜料类以及有机染料类。研究表明，叶绿素及其衍生物的颜色性能和可见光谱性能都很好，但其较差的光热稳定性限制了其长期户外应用；无机颜料的可见光谱性能略差于叶绿素及其衍生物，通过优化结构可以提高其光谱性能，但改进方法比较复杂。与上述两种着色剂相比，光谱完整、合成工艺成熟的有机染料更适合获得各种伪装色，具有广泛的应用潜力。例如，U.Goudarzi等人首次制备了一种绿色的迷彩棉织物，采用还原染色的方法，实现了北约绿和森林绿色调，其耐洗涤、耐光照、耐摩擦、耐汗渍的牢度较好。
[0006]近红外区的模拟建立在叶片近红外光谱的形成基础上，多数学者以PVA、聚氨酯泡沫、纸张和纺织材料等高分子材料为基材模拟叶片的近红外光谱。然而，从伪装材料的应用舒适性来看，由于纺织材料具有柔韧性、柔软性以及优异的机械性能和加工性能，显然更适合用于伪装材料。
[0007]在近红外区的，除了基材是制备模拟材料的必备要素之外，水分是另一个不可忽视的模拟要素。然而多数人的研究集中在将水分封装起来，如徐国跃等基于微胶囊技术，以
透明的聚脲醛高分子为壳材，以溶有叶绿素的油包水的乳液为芯材制备了一种伪装涂料，在 380
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2500nmnm波段与被子植物的反射光谱具有较好的相似性；蒋晓军等以聚乙烯醇作为材料成型物质和水分吸脱附材料，以铬绿、大分子黄等光学颜料作为着色剂，采用化学铸膜方法制备了植物仿生伪装薄膜，能较好模拟植被的光谱反射特性。尽管有很多研究者这通过各种各样的方法使得光谱模拟材料在可见光波段具有较好的模拟效果，但是由于缺乏一种有效的保水措施使得近红外波段得“水分吸收谷”长久的保持。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种含有可吸水透明涂层的可见光
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近红外仿生光谱模拟材料及制备方法。本专利技术得到的含有可吸水透明涂层的可见光
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近红外仿生光谱模拟材料相对于传统的可见光模拟材料具有明显的“水分吸收谷”特征，深度模拟绿色植物在380
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2500nm 的光谱特性，具有绿色植物所有的光谱特征，与大多数常见绿色植物叶片的光谱相关系数达到0.940以上。
[0009]本专利技术的第一个目的是提供一种制备含有可吸水透明涂层的可见光
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近红外仿生光谱模拟材料的方法，包括如下步骤：
[0010](1)涂层高分子溶液的制备：
[0011]将涂层高分子和水混合均匀，得到涂层高分子溶液；其中涂层高分子的浓度以g/mL计为0.5％～10％；
[0012](2)可吸水金属盐溶液的制备：
[0013]将可吸水金属盐和水混合均匀，得到可吸水金属盐溶液；其中可吸水金属盐的质量分数为1.0％～50％；
[0014](3)涂层的制备：
[0015]在基材表面先涂覆一层步骤(1)的涂层高分子溶液，形成高分子液膜；再涂覆一层步骤 (2)的可吸水金属盐溶液进行交联，静置、干燥后，得到含有可吸水透明涂层的可见光
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近红外仿生光谱模拟材料。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述涂层高分子包括海藻酸钠、聚丙烯酸钠、羧基化改性纤维素、羧基化改性海藻酸钠、壳聚糖和聚乙烯醇中的一种或几种。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)所述可吸水金属盐包括钙离子、锌离子、铝离子的氯化盐、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐中的一种或几种。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中所述的基材包括无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料，具体包括具有基本绿峰、红边和近红外高原特征的有色织物、聚酯材料、聚乙烯醇膜材料；所述的“基本绿峰”是反射光谱在550nm左右出现一个反射峰，所述的“红边”是反射光谱中680nm
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780nm区间存在一个陡坡，所述的“近红外高原”是反射光谱中存在 780
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1300nm范围内的反射率维持在40％
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60％之间的平台。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中所述的基材包括无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料是参考专利CN112900115A制备得到的。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中高分子溶液的涂覆的方法包括浸渍、喷涂、压延、辊涂。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中高分子液膜的厚度为0.5mm～10mm。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中可吸水金属盐溶液的涂覆的方法包括喷涂、喷洒。
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中可吸水金属盐溶液的厚度为1mm～50mm。
[0024]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中交联的温度为20
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30℃(常温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备含有可吸水透明涂层的可见光
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近红外仿生光谱模拟材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)涂层高分子溶液的制备：将涂层高分子和水混合均匀，得到涂层高分子溶液；其中涂层高分子的浓度以g/mL计为0.5％～10％；其中，所述涂层高分子包括海藻酸钠、聚丙烯酸钠、羧基化改性纤维素、羧基化改性海藻酸钠、壳聚糖和聚乙烯醇中的一种或几种；(2)可吸水金属盐溶液的制备：将可吸水金属盐和水混合均匀，得到可吸水金属盐溶液；其中可吸水金属盐的质量分数为1.0％～50％；其中，所述可吸水金属盐包括钙离子、锌离子、铝离子的氯化盐、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐中的一种或几种；(3)涂层的制备：在基材表面先涂覆一层步骤(1)的涂层高分子溶液，形成高分子液膜；再涂覆一层步骤(2)的可吸水金属盐溶液进行交联，静置、干燥后，得到含有可吸水透明涂层的可见光
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近红外仿生光谱模拟材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的基材包括无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料，具体包括具有基本绿峰、红边和近红外高原特征的有色织物、聚酯材料、聚乙烯醇膜材料。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中高分子液膜的厚度为0.5mm～10mm。4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：付少海，路琪鑫，关玉，李敏，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：