这些“纳米云”涂层能像真正的云一样响应指令股票配资炒股网址，反射、吸收或隐藏热量。
芬兰阿尔托大学（Aalto University）的研究人员开发出一种晶圆般纤薄的“云”状超表面，能在亮白色与深灰色之间切换，使表面从强效日间制冷迅速转变为太阳能加热，同时几乎不被红外相机探测到。这项发明在没有专门项目资金的情况下完成，有望重塑建筑、车辆和纺织品管理热量及躲避热传感器的方式。
与散射阳光但在热成像中炽热发光的传统白色涂料不同，这种等离子体激元超表面的白色状态将阳光反射回太空，同时保持极低的中红外发射率，以至于热像仪几乎观测不到任何信号。
将同一薄膜切换到灰色状态时，该材料吸收阳光的效率甚至高于哑光黑色表面，却依然不会辐射出暴露行踪的热量。受积云在演变过程中变亮或变暗的启发，这种双重行为满足了日益增长的需求：即寻找一种被动、无需能源的解决方案，能按需制冷、加热或伪装。
芯片上的云物理学
这种超表面的多功能性归功于一组无序的金属纳米结构，它们通过多重散射、强吸收以及研究团队所称的“极化子反射”来操控光线。在白色状态下，太阳光子穿过纳米尺度特征的迷宫弹回天空，在强烈阳光下提供辐射制冷。
在灰色状态下，同样的纳米结构会捕获可见光并将其转化为热量。至关重要的是，在大多数热像仪观测的8-13微米波段，这两种模式都保持着极低的发射率，远低于足以暴露材料的阈值。
“我们在每个表面都设计了一层纳米尺度的云。它能像真正的云一样调节自身的颜色和温度，在制冷白色和加热灰色之间切换，同时避开热像仪的探测，”阿尔托大学的马迪·埃尔巴里（Mady Elbahri）教授说。
埃尔巴里团队指出，传统涂层面临取舍。白色二氧化钛涂料在阴凉处制冷效果尚可，但在阳光直射下效果减弱，且在热成像中会明亮发光。黑色表面能吸收热量，但也会同样高效地辐射热量，从而点亮红外传感器。这种新型超表面则避开了这两个问题。
制冷白、加热灰，二者皆隐形
参与制造该涂层的研究生阿德尔·阿萨德（Adel Assad）将此方法与当今最佳的“冷白”涂料进行了对比：“这种新型白色等离子体激元超表面通过无序的金属纳米结构散射阳光，同时将热发射降至最低，能在强烈阳光下冷却表面并保持热伪装状态。这一特性使该创新具有突破性意义。”
在测试中，灰色模式的温度达到了高于传统黑色涂层的水平，但红外辐射依然微弱。博士后研究员莫赫布·阿卜杜勒阿齐兹（Moheb Abdelaziz）在大学网站的一篇文章中补充道：“这种灰色表面比黑色更热，但不会发出热传感器能探测到的热量。这对于智能纺织品、建筑材料和伪装技术可能是颠覆性的。”
潜在应用广泛：包括随季节在制冷与加热模式间切换的零能耗建筑外墙；无需电子设备即可保持穿着者舒适的服装；以及需要躲避红外探测的低可见度无人机或传感器。由于该超表面仅有几百纳米厚，它可以沉积在钢板、聚合物薄膜甚至纤维上，而不会增加重量。
下一步与坚持的启示
该团队旨在整合电致变色或相变层，以便用户能实时触发白色到灰色的转变，或许通过微小电压或环境信号即可实现。研究人员还计划进行紫外线暴露、湿度和机械应力下的耐久性研究，以使该涂层具备户外应用资格。
埃尔巴里表示，这一突破来之不易。“在初期挫折后没有专门资金的情况下，我们依靠共同的愿景和协作，特别是与德国合作伙伴的协作，将质疑转化为发现。这证明了科学如同云朵，能够逆势升腾，”他感慨道。
如果这项技术能从实验室走向生产线，各种表面很快就能像可编程的天空一样运作，像飘过的云朵那样轻松自如地反射、吸收或隐藏热量。
该研究成果已于今年6月发表于《先进材料》期刊。
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