电磁笼结构石墨烯/铜复合织物的多光谱兼容隐身设计与性能调控研究

针对红外与雷达探测技术对军事目标生存力的威胁，本研究通过创新性表面涂层与磁控溅射技术，设计出具有电磁笼结构的石墨烯/壳聚糖/铜（G/CS/Cu）复合织物，实现雷达-红外协同隐身。该材料在X波段（8.2-12.4 GHz）吸收率>90%，红外发射率低至0.64，性能优于同类研究15%-20%，为多频谱隐身纺织品提供了新范式。

　　

现代战场上，红外与雷达探测技术的飞速发展让军事目标的隐蔽性面临严峻挑战。传统隐身材料往往顾此失彼——雷达吸波材料（RWA）需要高电磁损耗，而红外隐身（LIE）却依赖低发射率金属反射层，两者性能要求存在根本矛盾。更棘手的是，现有材料还存在带宽窄、耐久性差、功能单一等问题。如何打破这种"鱼与熊掌不可兼得"的困境？陕西某研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表的研究给出了创新解决方案。

研究团队采用阶梯式功能化策略，将石墨烯/壳聚糖（G/CS）吸波层与磁控溅射铜纳米粒子红外屏蔽层结合，构建出三明治结构的电磁笼织物。通过表面自组装和磁控溅射技术，使材料兼具电磁波路径延长与能量耗散的协同效应。

关键发现

1. 微观特性：SEM显示片状石墨烯均匀分布在织物表面及孔隙中，磁控溅射铜层形成致密纳米颗粒膜，二者通过壳聚糖的物理吸附与共价键实现牢固结合。
2. 性能调控：当石墨烯浓度10%、厚度0.318 mm时，在8.25 GHz处反射损耗达-25 dB，X波段吸收率全程>90%；磁控溅射参数优化后（120 W, 30 min），红外发射率降至0.64，波动率<5%。
3. 机理分析：石墨烯/壳聚糖层通过界面极化与多重散射增强电磁损耗，铜纳米层则利用表面等离子体共振效应降低红外发射率。

这项研究不仅性能指标超越同类15%-20%，更通过电磁笼结构创新解决了红外高反射与雷达高吸收的矛盾。其柔性特性可适应复杂曲面，在单兵防护、武器装备隐身等领域具有重要应用价值，为多频谱隐身纺织品设计开辟了新路径。