特制超薄涂层打破温度与热辐射之间关系

　　目前，美国威斯康辛大学的研究人员开发出一种由SmNiO3制成的超薄涂层，其在约30°C的范围内，不管温度如何，都会发出相同数量的热辐射。这种与温度无关的热辐射将有希望用于控制物体对红外（IR）摄像机的可见性。

　　大多数固体的热量辐射功率随温度呈一对一单调增加的关系。但是，研究人员发现，这种SmNiO3超薄的热发射体会经历可逆的，温度驱动的固态相变，从而改变了这种热辐射与温度的依赖关系。这种从绝缘体到金属的相变使研究人员能够设计发射率的温度依赖性，以抵消由Stefan-Boltzmann定律描述的固有黑体辐射，包括加热和冷却过程。

　　Mikhail Kats教授说：“我们设计的涂层以非常特殊的方式打破了温度与热辐射之间的关系。在特定的一个温度范围内，我们的涂层发出的热辐射功率保持不变。”目前，该温度范围很小，大约在105至135°C之间。但是，Kats认为，随着进一步的研究，这个温度范围会进一步扩大，该涂层也可能会应用于热传递，伪装以及随着红外热像仪对消费者的普及而应用于服装中，以保护人们的个人隐私。如果用这种类型的涂层覆盖衣服的外面，甚至用与覆盖车辆等，那么红外摄像机将很难分辨下面的东西。

用长波红外相机拍摄的这张照片由米哈伊尔·卡茨（Mikhail Kats）实验室的研究人员显示，在温暖的区域（面部和身体）和凉爽的区域（桌子）上，颜色明显不同。

　　本文的涂层设计可在长波段大气透明窗口（波长8至14 µm）内，在大约30°C的温度范围内（以120°C为中心）提供与温度无关的热发射功率。为了证明涂层的功效，研究人员从加热器上悬挂了两个样品，一个是蓝宝石涂层，另一个是没有涂层的参考样品。每个样品的一部分与加热器接触，而其余部分则悬浮在冷空气中。当研究人员用红外热像仪观察每个样品时，他们在参考蓝宝石上看到了明显的温度梯度，从深蓝色到粉红色，红色，橙色和几乎白色，而被涂层覆盖的蓝宝石的热照片基本保持均匀。

对此工作做出贡献的成员包括博士后学者Yuzhe Xiao和研究生Alireza Shahsafi，Zhaoning Yu，Jad Salman，Wanghao Wan和Ray Wambold。

　　Kats和他的小组与普渡大学，哈佛大学，麻省理工学院和布鲁克海文国家实验室的科学家合作进行了这项研究。该研究目前已发表于“Proceedings of the National Academy of Sciences”上