[发明专利]一种仿生蜂窝结构的热隐身薄膜

说明书

本发明公开了一种仿生蜂窝结构的热隐身薄膜，所述热隐身薄膜包括液体夹芯单元和气体夹芯单元，其中：所述液体夹芯单元和气体夹芯单元上下叠放；所述液体夹芯单元包括至少一层液体夹芯层；所述气体夹芯单元包括至少一层气体夹芯层；所述液体夹芯层和气体夹芯层均为蜂窝芯层，蜂窝芯层内部分隔为多个互通的子空腔，每个子空腔为六棱柱型；所述液体夹芯层设置有通液导管，气体夹芯层设置有通气导管。本发明应用伪装物体在热红外和可见光两波段的隐身或示假，可以适应恶劣的外界环境和应用在覆盖面较大的伪装目标表面，使用微量流体实现快速伪装。

技术领域

本发明属于伪装技术领域，涉及一种仿生蜂窝结构的热隐身薄膜。

背景技术

伪装技术指的是对真实且重要的目标进行隐真示假，即将真目标隐蔽、融合在背景环境中，降低被发现和识别的概率，或使虚假目标具有真目标相同或相似的可探测性，实现欺骗的目的，提高真目标的生存概率。视觉伪装技术利用物体表面变色性能来实现伪装的功能。热伪装技术主要是通过改变物体的红外辐射强度来达到伪装的目的。根据Stefan-Boltzmann定律，物体发射出的红外辐射强度与物体发射率和物体绝对温度的四次幂成正比。因此，控制目标的发射率和表面温度是决定其红外辐射强度的两个关键因素。目标表面的低发射率通常伴随着周围热信号的高反射率，对于目标温度明显高于背景温度或动态目标的背景温度复杂多变时，控制发射率易被侦察设备发现目标，难以实现热伪装。相比之下，温度控制的方法可以大幅降低发热目标的表面温度，在较宽的温度范围内进行热伪装。目前控制目标表面温度的技术主要有电致变温技术、相变热控技术和液体热控技术。相变热控技术所采用的相变热控材料是以潜热形式储存和释放能量的材料，不具有快速高效的伪装能力。电致变温技术所采用的热电材料不能对目标表面进行有效散热，其可控温度范围限制了调节目标表面的红外辐射强度范围。由于液体热控技术的控温范围广，可应用于热红外隐身和示假的军事目标表面。哈佛大学设计了一种软体机器人，利用液体热控技术在微流道中注入不同温度和颜色的液体，使软体机器人表面的颜色在可见光和红外波段中同时改变。但是其内部的微流道阻力大，且微流道之间距离小且分布密集，可靠性较差，不适合应用在复杂多变的外界环境和覆盖面较大的伪装目标表面。

为寻求一种能弥补上述不足的液体热控伪装结构，学习大自然的智慧是一种富有成效的途径。自然界中有些头足类动物（如变色龙、墨鱼等）能够根据周围环境的变化改变自身外表的颜色，以达到保护自己或捕获猎物的目的。受头足类动物的启发，科研人员设计了可重构的头足类蛋白质仿生红外伪装涂层，通过动态调节反射率来实现红外伪装；从恒温哺乳动物的毛发和鸟类的羽毛中获得灵感，提出了一种智能可重构毛发的纳米结构，具有动态隔热响应和热伪装功能；叶片的热调节能力也可用于热伪装。蜂窝状结构具有优良的隔热性能和机械性能，适合在恶劣的自然条件下进行热伪装。蜂窝芯层由多个腔体组成，防止热能进入结构，具有隔热功能。蜂窝芯层内的多个腔内可注入一定温度的流体，是一种天然的热伪装仿生结构。

发明内容

为了解决大型目标在复杂多变的背景环境中，能够实现热红外和可见光双波段下的伪装，本发明提供了一种仿生蜂窝结构的热隐身薄膜，该薄膜利用微量流体实现伪装目标的快速热隐身。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种仿生蜂窝结构的热隐身薄膜，包括液体夹芯单元和气体夹芯单元，其中：

所述液体夹芯单元和气体夹芯单元上下叠放；

所述液体夹芯单元包括至少一层液体夹芯层；

所述气体夹芯单元包括至少一层气体夹芯层；

所述液体夹芯层和气体夹芯层均为蜂窝芯层，蜂窝芯层内部分隔为多个互通的子空腔，每个子空腔为六棱柱型；

所述液体夹芯层设置有通液导管，气体夹芯层设置有通气导管。

一种仿生蜂窝结构的热隐身系统，包括上述仿生蜂窝结构的热隐身薄膜和微流控伪装系统，其中：