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材料科学与工程学院吸波材料研究室在《Small》上发表隐身材料最新研究成果

作者:材料科学与工程学院 来源:材料科学与工程学院 时间:2019-08-30 08:46

近日,大连理工大学吸波材料研究室关于多功能多频段电磁波隐身仿生超材料的研究工作取得重要进展,该研究基于飞蛾复眼仿生原理构造超表面结构,实现了结构宽带可控微波隐身、红外隐身、可见光变色隐身以及疏水自清洁功能的有机兼容。这一研究成果发表于国际工程技术领域著名期刊《small》(IF=10.856) (Bio-inspired Metamaterials: Multi-bands Electromagnetic Wave Adaptability and Hydrophobic Characteristics,smll.201902730)。

现有隐身材料一直存在隐身频带窄、带宽单一、兼容性能差、隐身性能低等缺点,极大制约了其在新一代隐身技术领域中的应用,研发具有多频段适应性及雷达与红外隐身兼容的新材料是实现隐身性能提升的关键,也是本领域公认的难题。

吸波材料研究室针对这一难题进行了长期攻关,在天然飞蛾复眼多级超结构的启发下,通过构建多级超材料完美实现了对不同频段电磁波的兼容适应性:在深亚波长厚度下实现了宽带微波吸收,突破了Plank-Rozanov极限,并有效实现了微波-红外频段兼容调控;同时利用仿生超结构实现了可见光的抗反射及变色能力,在具有多波段雷达/红外隐身效果的同时兼具可见光隐身能力;该仿生超材料可将紫外光透过率降低至10%以下,从而达到紫外防护的效果。此外,超表面结构也保证了其良好的疏水性能,可诱导自清洁效应,在飞行器表面可实现防冰除冰效果。该研究通过探索蛾眼仿生结构对多频段电磁波的适应性,提出了采用自然模型克服超材料物理极限的仿生设计理念,构建了微波吸收的拓扑模型,对于超材料的理论完善和应用拓展均具有重要意义。

吸波材料研究室是在原导电材料研究室基础上发展起来的,在刘顺华教授带领下从2000年起主要从事电磁屏蔽和吸收材料的研究,经过多年的不懈努力,走出了特色鲜明的创新之路,目前主要致力于GF隐身涂层的表面超结构研究。先后承担“十一五”&“十二五”国家科技支撑计划项目、国家科技基础条件平台建设项目、中航产学研项目、国家重点研发计划项目、GF基础加强重大项目、国家自然科学基金重点项目、军工横向课题等,共发表相关学术论文200余篇,授权国家发明专利20余项,实现成果转化5项,出版学术专著3部。研究室目前已建成完善的隐身材料制备和检测平台,包括用于隐身性能测试的微波暗室、全波段高低温(-60℃~1000℃)电磁参数测试系统、高温隐身性能测试平台、红外隐身性能测试平台、材料电导率测试系统等。

本论文是由大连理工大学和北京航空制造研究院共同合作完成的最新研究成果。文章第一作者为我校博士生黄灵玺,通讯作者为段玉平教授。论文链接(https://doi.org/10.1002/smll.201902730)。

责任编辑:王增强

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