部署在隐蔽环境中的户外电子设备通常需要同时具备热管理和伪装能力 [1,2]。一方面，内部电子元件持续产生的热量必须被有效散出以维持可靠性能 [3,4]。另一方面，设备的外观光学特征及表面辐射与周围环境的对比必须尽可能降低，以减少视觉和红外可探测性 [[5], [6], [7]]（图1a）。然而，这两项要求在光谱设计上构成了相互竞争的约束。具体而言，制冷效果受益于热辐射的增强，而红外伪装则要求在探测波段内抑制热辐射。
近年来，辐射制冷器被广泛用于电子设备的热管理 [[8], [9], [10]]。大气透明窗口（8-14?μm）内的热辐射可传输至外太空（-270 °C），而5-8和14-20 μm波段的辐射则主要与约25 °C的环境周围进行交换 [11,12]。对于工作在70-90 °C的户外电子设备而言，根据斯特藩-玻尔兹曼定律，其热辐射远高于环境背景。因此，在中红外全波段具有较高的发射率有助于热量散发。
然而，仅靠辐射制冷无法将电子设备表面温度降至与环境温度匹配，因而无法实现红外伪装。降低表面发射率也是必需的，这是红外伪装的主流途径之一。其大多依赖金属 [13]、导电氧化物 [14] 及其他低发射率材料 [15]，但存在两个主要缺点。一方面，这些材料往往表现出全光谱低发射率，而非仅在探测波段选择性低发射，这阻碍了内部热源的有效散热 [16,17]。另一方面，其发射率过低，可能导致过度伪装的风险 [18,19]。因此，需要一种光谱选择性策略，在大气透明窗口内适度抑制发射，同时在其他波长保留辐射制冷能力。考虑到红外辐射受热发射和背景反射辐射的共同支配，我们首先量化了工作在25 °C背景下的电子设备在探测窗口（8-14?μm）内匹配背景所需的表面发射率。有云户外条件下的辐射传热模型和计算过程见补充说明2。背景发射率（εback）、物体温度（Tobj）与物体表面发射率（εobj）之间的映射结果如图1b所示。对于工作电子元件上80 °C的表面热点，需要在8-14 μm波段具有约0.30的有效发射率，才能与背景表观辐射度匹配。
因此，集成可见光-红外伪装与辐射制冷的理想电子设备应满足以下要求。第一，0.38-0.78 μm的可见光颜色应可调节，以降低与不同背景的对比度 [20,21]。第二，其在长波红外（LWIR，8-14 μm）探测窗口内的发射率应调节至约0.30，以最小化与背景的辐射对比 [7,22]。第三，5-8和14-20 μm非探测波段内需要较高的发射率，以便为高于环境温度工作的电子设备提供额外的辐射制冷通道 [23,24]。最后，实际使用的表面覆盖层还应具备柔韧性、机械稳定性，并且兼容可规模化制备工艺。理想光谱如图1c所示。近期，利用一维光子晶体、超表面和微结构等技术已实现了此类选择性光谱 [[25], [26], [27]]。然而，这些方法需要精密加工，难以在大面积柔性器件表面上实施。
在此，我们展示了一种利用可规模化棒涂工艺制备的柔性聚酰胺66/氧化铟锡/聚对苯二甲酸乙二酯（PA66/ITO/PET）薄膜，用于密封发热电子设备的可见光-红外伪装和辐射制冷（图1d）。PET基片作为柔性机械支撑。由于具有高自由载流子浓度，ITO中间层被选用以提供类金属光学响应和中红外波段的低发射率 [28,29]。PA66顶层含有极性酰胺基团和亚甲基段，在中红外波段表现出特征振动吸收。这些吸收带提高了5-8 μm和14-20 μm波段部分区域的发射率 [[30], [31], [32], [33], [34]]。通过这种功能分区，三明治结构协同工作，实现了可见光-红外伪装的同时增强探测窗口外的辐射发射，接近图1c中的理想光谱。与宽带低发射率ITO/PET薄膜相比，彩色PA66/ITO/PET薄膜在8-14 μm波段平均发射率约0.30的条件下保持了类似的LWIR信号抑制效果，同时实现了5-10 °C的降温效果，减少热量积聚。在使用加热铝制外壳的模拟电子设备测试中，黄色PA66/ITO/PET薄膜在土壤背景下同时降低了可见光对比度和LWIR信号，并具有辐射制冷效果。该薄膜还表现出曲面适应性、机械稳定性和长期耐久性。本工作提供了一种简单且可规模化的方法，将可见光-红外伪装与辐射制冷结合应用于密封发热电子设备的柔性聚合物覆盖层。
