南京大学 & 中科院长春光机所Nat. Commun. | 多光谱伪装辐射制冷膜的分级设计与规模化生产

第一作者：Yi Jiang, Banghai Wang, Yang An

通讯作者：Wei Li, Yanqing Lu, Jia Zhu, Bin Zhu

通讯作者单位：南京大学、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

导读

在各种户外环境下，物体（人类、动物、设施等）的外观和光学特性往往需要同时满足两个主要目的：自身舒适度的保持和应对环境的自我保护。其中，制冷技术是应对全球变暖加剧和白天峰值温度上升的重要手段，而伪装是躲避危险的重要保护措施。然而，这两个要求因为共享类似的波段，因此往往存在光学上的矛盾。以辐射制冷和红外伪装为例，它们都集中在中红外波段（2.5-20 μm），但辐射制冷要求中红外高发射，而红外伪装要求3-5 μm和8-14 μm波段低发射，因此，设计中红外选择性光谱同时实现多光谱伪装和制冷性能至关重要。

本文报道了一种适用于多光谱伪装的辐射制冷膜，该薄膜由铝-聚酰胺66金属基聚合物双层结构组成，通过跨尺度的分级设计和可规模化的静电纺丝工艺可实现红外（3-5 μm和8-14 μm）和激光（10.6 μm）波段的兼容伪装，并在非大气窗口（5-8 μm和14-20 μm）波段实现高效的辐射制冷，同时在-60 °到60 °之间具有弱的角度依赖性。

此外，该薄膜可通过精心设计调控表面发射率和颜色以平衡不同环境下的伪装和制冷效果。该工作提出的官能团筛选原则有望推动聚合物基光子晶体的精确设计，开发的多光谱伪装辐射制冷膜也有望推动隐身领域的大规模可持续应用。

亮点分析

一、分级跨尺度设计的多光谱伪装辐射制冷膜

本文通过分级跨尺度设计和可规模化静电纺丝工艺制备了铝-聚酰胺66金属基聚合物双层结构薄膜（X-film），协同兼容了可见、红外、激光多波段伪装和辐射散热性能。

原子振动：原子组成的化学键振动决定了材料的本征红外吸收特性。

分子构型：聚合物主要由主链和官能团组成，而官能团代表了聚合物的主要性质，通过官能团筛选原则可决定满足理想光谱选择性的基本单元。

微纳结构：百纳米纤维直径提供了低的中红外散射效率，随机堆叠的纤维结构提供了中红外弱的角度依赖性。

图 1 |多光谱伪装辐射制冷膜的分级跨尺度设计

二、多光谱伪装辐射制冷膜的实际应用

通过附有X-film（X-fabric）和铝箔（Al-fabric）的棉织物穿在假人模型身上进行多光谱伪装与降温性能验证，模型的胸部和腹部等主要部位贴有加热片模拟人体发热。

红外伪装特性：X-fabric与Al-fabric具有相似的红外隐身特性。

可见伪装特性：X-fabric可调节颜色，在白墙背景下比Al-fabric更有伪装优势。

激光伪装特性：激光伪装潜力通过利用量子级联激光器发射10.6μm光打在假人模型身上并用红外相机监测其在织物表面产生的亮斑温度来评估，更高的温度说明隐身效果越差。X-fabric比Al-fabric更具激光伪装潜力，能承受更短的最大探测距离。

角度依赖性：X-fabric在-60 °到60 °内都具备优异的红外伪装性能。

降温性能：X-fabric由于在非大气窗口波段有额外的辐射散热能力，因此能实现更低的温度。

图 2 |多光谱伪装辐射制冷膜的实际应用

【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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