Новый камуфляжный материал инфракрасного диапазона от ученых из Томска
Камуфляжный материал инфракрасного диапазона (Пресс-служба Минобрнауки России)
Камуфляжные материалы широко используются охотниками, натуралистами, спортсменами, применяются в вооруженных силах. Как правило, материалы обеспечивают маскирующие свойства в видимой части электромагнитного спектра. Вместе с тем в живой природе и в технике не менее широко представлены объекты инфракрасного (ИК) излучения. В наиболее технически доступной ближней части ИК-диапазона существуют эффективные способы камуфляжа, однако усовершенствование датчиков тепловидения постоянно ставит вопрос об улучшении маскирующей способности и расширении рабочего диапазона камуфляжных материалов в длинноволновую часть ИК-спектра.
Основным критерием маскирующей способности является не отсутствие отражения как такового. Абсолютно не отражающий объект так же заметен на фоновой поверхности, как и 100%-отражающий. Критерием является подобие фону (окружающей среде) по отражающей способности в возможно более широком спектральном диапазоне.
Известен ряд камуфляжных материалов инфракрасного диапазона, представляющих собой многослойные покрытия на основе пленочных и волоконных материалов с включением наночастиц. Как вариант, материал содержит набор поглощающих и отражающих слоев различной структуры и решает мультиспектральную задачу при контроле отражения в различных областях ИК-спектра. Вместе с тем обеспечение камуфляжных свойств в широком диапазоне длин волн посредством набора слоев, поглощающих ИК-излучение в индивидуальных участках спектра, не всегда оправдано, поскольку дальнейшее расширение диапазона длин волн ведет к избыточному наращиванию числа слоев, усложнению, утяжелению и удорожанию материала. Кроме того, у известного камуфляжного материала существует дополнительный недостаток, связанный с тепловыделением защищаемого объекта. Объект, выделяющий тепло, - например, человек или техническое устройство - может быть защищен от систем обнаружения, использующих естественную или искусственную подсветку, путем обеспечения малого отражения. Однако это не снимает вопрос о нейтрализации избыточного теплового излучения. Камуфляжный слой неизбежно нагревается теплом маскируемого объекта и может быть обнаружен, например, средствами тепловидения.
Таким образом, возникает проблема улучшения характеристик камуфляжного покрытия одновременно по двум направлениям: 1) обеспечение отражения, подобного отражению от фоновой поверхности, в более широком спектральном диапазоне; 2) нейтрализация излучения, связанного с тепловыделением маскируемого объекта.
Томский государственный университет запатентовал новый камуфляжный материал инфракрасного диапазона. В нем количество слоев ограничено наружным, промежуточным и внутренним слоями. При этом наружный слой выполнен из теплоизоляционного материала со спектральной характеристикой отражения, близкой к характеристике отражения фоновой поверхности. Внутренний слой выполнен из теплоизоляционного материала, не пропускающего ИК-излучение. Промежуточный же слой выполнен из материала, обладающего охлаждающими свойствами. Согласно патенту, для наружного слоя предпочтителен материал ФПА (фильтр Петрянова ацетилцеллюлозный) с включением наночастиц никеля; для внутреннего слоя предпочтителен материал «Pyrogel XT»; для промежуточного слоя предпочтителен высокомолекулярный гель.
Выбор в качестве наружного слоя материала ФПА с включением наночастиц никеля произведен экспериментально перебором различных волокнистых материалов (бумага, КМН, ФПА, ТДМ и т. п.) и нанопорошков ряда металлов (Ti, W, Cu, Al, Ni). Фильтрующие материалы марки ФПА гидрофильны, обладают химической стойкостью к органическим растворителям типа пластификаторов и масел, термостойкостью до 150 °C.
При выполненных авторами наблюдениях с помощью тепловизора установлено, что материал ФПА с наночастицами никеля проявляет наименьший контраст на фоне наиболее распространенных конструкционных материалов: штукатурка, древесина, стекло и т. п.
Патент РФ 2560007 (август 2015 г.)
Владимир Тесленко
http://минобрнауки.рф/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8/6355