隨著智能化裝備的發(fā)展與升級(jí),傳統(tǒng)的電磁響應(yīng)材料與結(jié)構(gòu)難以滿(mǎn)足智能化需求,通過(guò)調(diào)控隱身材料本征物理參數(shù)或者改變隱身材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù),在多個(gè)頻段實(shí)現(xiàn)諧振吸收峰的移動(dòng),對(duì)信號(hào)作出響應(yīng)功能,實(shí)現(xiàn)頻率或者功能轉(zhuǎn)變,能夠改變隱身結(jié)構(gòu)對(duì)外界目標(biāo)電磁波頻段的響應(yīng)能力�；谥悄茈姶彭憫�(yīng)材料、結(jié)構(gòu)、器件與系統(tǒng)四個(gè)層級(jí),提出了相對(duì)粗略的電磁智能系統(tǒng)框架,并對(duì)各個(gè)層級(jí)進(jìn)行了典型工作的梳理和簡(jiǎn)要討論。最后,對(duì)智能電磁材料與結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)、制造、集成、機(jī)理評(píng)價(jià)等方面提出了發(fā)展愿景,期望從多個(gè)方面為發(fā)展新概念電磁材料與結(jié)構(gòu),以及在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)先進(jìn)微波器件與系統(tǒng),提供設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與應(yīng)用指導(dǎo),推動(dòng)智能化產(chǎn)品與裝備的發(fā)展與應(yīng)用。 

【文章來(lái)源】：表面技術(shù). 2020,49(02)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

智能系統(tǒng)框架

在化學(xué)調(diào)控方面，可以通過(guò)外場(chǎng)引發(fā)相變或者引入新相實(shí)現(xiàn)。例如，南京航空航天大學(xué)姬廣斌教授等人[42]設(shè)計(jì)了一種柔性低頻雷達(dá)隱身器件，通過(guò)電壓控制，能夠?qū)崿F(xiàn)介電實(shí)部和虛部的可控調(diào)節(jié)，反射損耗值在1.5～2.0 GHz范圍內(nèi)低于-5 dB。在引入新相方面，宋維力等人[43]通過(guò)在多孔電介質(zhì)結(jié)構(gòu)中引入極性水分，調(diào)控多孔石墨烯雙三維結(jié)構(gòu)的本征電磁響應(yīng)參數(shù)，在電磁波微波頻段構(gòu)造了具有電磁響應(yīng)的三明治結(jié)構(gòu)，對(duì)電磁波的傳輸實(shí)現(xiàn)了調(diào)控。1.2 智能電磁響應(yīng)結(jié)構(gòu)與器件

需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，這種主動(dòng)調(diào)控電磁隱身設(shè)計(jì)理念與機(jī)理不僅在微波波段能夠發(fā)揮優(yōu)異的特性，在光學(xué)波段也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的功能。如圖3所示，基于吸波材料工作機(jī)理（即1/4波長(zhǎng)相位干涉相消原理），2019年北京理工大學(xué)方岱寧院士團(tuán)隊(duì)[50]通過(guò)控制納米級(jí)硅膜的厚度（將其控制在1/4光學(xué)波長(zhǎng)范圍內(nèi)），利用硅膜的反射襯底銅構(gòu)造相位干涉相消。在此基礎(chǔ)上構(gòu)造電化學(xué)電池，巧妙地利用電壓控制電化學(xué)電池中鋰離子在納米硅膜中的脫嵌行為，調(diào)控硅膜的本征材料參數(shù)以及厚度參數(shù)，進(jìn)而驅(qū)使該器件對(duì)光線(xiàn)反射產(chǎn)生干擾。該器件具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用前景，能改變硅薄膜的初始厚度和導(dǎo)電集流體顏色，可以任意定制所需要的顏色調(diào)控范圍。通過(guò)光刻技術(shù)，可以定制各種顯色圖案。并且，該變色系統(tǒng)和硅基鋰離子電池具有良好的兼容性，在硅基鋰離子電池的可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控中也有巨大的應(yīng)用前景。值得注意的是，進(jìn)行離位調(diào)控的其他方式，將來(lái)均可通過(guò)設(shè)計(jì)相關(guān)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化電磁響應(yīng)。在材料層級(jí)，南開(kāi)大學(xué)黃毅教授與陳永勝教授等人[51]基于石墨烯氣凝膠，提出了壓力調(diào)控電磁隱身介質(zhì)，在GHz波段內(nèi)實(shí)現(xiàn)了由體積變形引起的寬頻調(diào)頻隱身性能。在結(jié)構(gòu)層級(jí)，復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授與車(chē)仁超教授等[3]通過(guò)調(diào)整兩層陣列織物堆疊時(shí)的交互角度，改變了電磁波的極化與傳播損耗方式（組成材料沒(méi)有變化，三維空間中整體電極結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化）。當(dāng)交互角度在0°～90°間時(shí)，能實(shí)現(xiàn)7.2～12.2 GHz范圍內(nèi)有效電磁隱身帶寬的調(diào)控。


本文編號(hào)：3247975