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(xué)、中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所

導(dǎo)讀

在各種戶外環(huán)境下，物體（人類、動物、設(shè)施等）的外觀和光學(xué)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(yīng)對環(huán)境的自我保護。其中，制冷技術(shù)是應(yīng)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(xué)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(fā)射，而紅外偽裝要求3-5 μm和8-14 μm波段低發(fā)射，因此，設(shè)計中紅外選擇性光譜同時實現(xiàn)多光譜偽裝和制冷性能至關(guān)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(jié)構(gòu)組成，通過跨尺度的分級設(shè)計和可規(guī)?；撵o電紡絲工藝可實現(xiàn)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(xiàn)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(shè)計調(diào)控表面發(fā)射率和顏色以平衡不同環(huán)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(shè)計，開發(fā)的多光譜偽裝輻射制冷膜也有望推動隱身領(lǐng)域的大規(guī)?？沙掷m(xù)應(yīng)用。

亮點分析

一、分級跨尺度設(shè)計的多光譜偽裝輻射制冷膜

本文通過分級跨尺度設(shè)計和可規(guī)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(jié)構(gòu)薄膜（X-film），協(xié)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(xué)鍵振動決定了材料的本征紅外吸收特性。

分子構(gòu)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(zhì)，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(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)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(shè)計

二、多光譜偽裝輻射制冷膜的實際應(yīng)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(fā)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(diào)節(jié)顏色，在白墻背景下比Al-fabric更有偽裝優(yōu)勢。

激光偽裝特性：激光偽裝潛力通過利用量子級聯(lián)激光器發(fā)射10.6μm光打在假人模型身上并用紅外相機監(jiān)測其在織物表面產(chǎn)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(nèi)都具備優(yōu)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(xiàn)更低的溫度。

圖 2 |多光譜偽裝輻射制冷膜的實際應(yīng)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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