具有垂直排列层状结构的Ag NWs/RGO气凝胶的高性能雷达-红外兼容隐身特性

《Industrial & Engineering Chemistry Research》：High-Performance Radar-Infrared Compatible Stealth of Ag NWs/RGO Aerogels with Vertically Aligned Layered Structures

本研究开发了具有垂直层状结构的Ag NWs/RGO气凝胶，实现7.1GHz宽频微波吸收，雷达截面积（RCS）低于-10dBm2，红外发射率仅0.27，同时具备优异热绝缘性。机制涉及多因素协同作用，为新一代雷达-红外兼容隐身材料设计提供了有效策略。

　　

为了躲避先进的多波段探测系统，需要高性能的隐形技术，尤其是能够同时应对雷达和红外波段的隐形材料。到目前为止，在雷达-红外兼容隐形材料方面已经取得了一些进展，但实现宽带雷达隐形与低红外辐射特性的结合仍然具有挑战性。我们开发了一种具有垂直排列层状结构的银纳米线（Ag NWs）/还原氧化石墨烯（RGO）气凝胶，通过调整银纳米线的数量可以优化其隐形性能。该材料的微波吸收带宽可达7.1 GHz（10.3–17.4 GHz），在-90°到90°的角度范围内雷达截面积值低于-10 dBm2，红外辐射率为0.27，加热阶段与材料表面之间的温差为73–76°C，显示出优异的隔热性能。因此，银纳米线/RGO气凝胶有望成为下一代雷达-红外兼容隐形材料的理想候选者。研究其隐形机制发现，垂直排列的多孔结构显著提高了宽频段的微波阻抗匹配能力，并有效抑制了热对流。添加银纳米线可以大幅降低红外辐射率。此外，银纳米线的表面等离子体共振、银纳米线与RGO界面的极化松弛、自由电子在网络中的迁移和跃迁所导致的导电损耗，以及RGO本身的偶极极化效应共同增强了微波能量的衰减。总之，这项工作为设计具有宽带微波吸收能力和低红外辐射率的高性能雷达-红外兼容隐形材料提供了一种有效策略。