红外隐身纺织品的研究现状与进展
现代战争中，热红外侦察技术和高光谱遥感技术越来越多被应用于战场，给伪装作战、空中袭击造成了严重干扰破坏。隐身技术由于可以提高官兵和装备在不同环境下的隐蔽性和生存能力，因此成为各国的重点研究方向 。人体实现红外隐身的方法主要有三个：降低人体着装面料的红外发射率、降低人体着装的表面温度以及改变人体红外辐射频率，使其红外辐射主要波段偏离“大气窗口”，降低空气透过能力。由于人体为恒温难以改变，所以目前红外隐身的实现主要通过降低人体辐射散热或采用低发射率面料。
在服装设计方面，可选用不同红外发射率的面料拼接加工，实现对目标热图像的分割切块，以显著消除其轮廓特征，进而减弱目标在热像仪上的图像识别能力，提升单兵的红外隐身能力。纺织品低发射率涂层常用的涂覆材料为金属复合涂层或复合纳米层等涂料以及薄膜。采用红外高透过水性聚氨酯树脂为基材，选用硅烷偶联剂改性复合填料作为红外低发射率填料，并采用刮涂工艺涂覆于织物表面，可用于制作热红外隐身迷彩服、伪装网等。
该工艺通常采用涂料直接涂覆织物表面，涂料与织物黏合牢度不强，而野战环境下常常需要摸爬滚打，如果涂料易摩擦脱落，将影响织物红外隐身效果的耐久性。因此找到通过改变光线传播的介质结构控制红外电磁波在介质材料中的反射性能，实现红外隐身功能的材料，便有重要的意义。低发射率纤维主要通过在纺丝液中加入导电金属化合物、碳基材料等粉体制备，这是因为红外电磁波照射到上述粉体时会发生衰减和反射。但加入粉体会破坏纤维晶体结构，降低纤维聚合物结晶度，因而会降低纤维的力学性能。通过选择红外线反射率与周围环境相似或相同的染料制成迷彩服，可实现对红外线仪器的反侦察。目前染料中应用最多的是活性染料和分散染料，主要利用染料结构使织物的反射产生红移，使其具有和绿色植物相同的红外反射特征 。要使目标与背景在红外热像仪上形成“热像”相似，除降低红外发射率外，还可以通过控制目标的表面温度来实现。由于人体本身发热的原因，温度通常高于背景温度，因此降低织物表面温度是红外伪装主要手段之一。可以通过吸热、隔热、散热等方式缩小作战人员与背景的红外辐射温差，减少人体红外辐射能量强度，降低被红外热像仪捕捉到的概率。
织物通常使用相变材料实现热量的存储与释放，使织物表面温度与周围环境温度保持基本一致。其材料根据隐身机理可分为固液相转变材料和晶相转变材料。固液相材料利用成膜材料，将相变材料包裹成微小颗粒，形成胶囊结构，外部包覆膜为壁材，内部相变材料为囊芯。当人体散热增加，相变材料利用固液相的转变吸收热量，维持表面温度不变，达到红外隐身目的。隔热技术是利用静止空气将人体产生的热量隔断在织物内，使织物表面温度与环境背景温度相近，从而降低红外发射率。主要通过气凝胶材料 、中空纤维以及中空微珠涂层实现，能够有效降低服装外表面的温度。
研究发现，将金属介电纳米结构和微尺度红外发射体集成在柔性薄衬底上，可将 2.5~15 μm 波段内的反射和透射降到5％以下，显著降低了可探测概率，降低人体热辐射特征。它通过降低织物表面温度或将人体辐射波长转化为8~14 μm波段外的三层结构平纹组织新型篷盖用立体织物，使红外线发生散射，红外隐身效果较好。由于任何高于绝对温度的物体由于分子热运动都会辐射红外线，大气中的水蒸气、二氧化碳及悬浮微粒的存在，也对红外辐射有很强的吸收作用，因此单兵作战主要针对波长为8~14 μm部分进行热红外伪装 。目标红外隐身伪装效果评价可认为是对目标和背景的相似性进行度量分析，常用的方法有主观评价法和客观评价法。主观评价法依靠人眼直接对红外图像进行观察。由于目标与背景的红外辐射强度不同，红外热像会在视觉上有差异，主观法虽然简便，但对于差别较小的红外热图难以定量分析，具有不确定性。
客观评价法包括峰值信噪比、均方误差 、结构相似度评价等等。峰值信噪比和均方误差是针对图像进行逐像素比较，算法得出的评价结果更符合人眼视觉特性，且运算更简单。但该方法对于局部失真的图像却不能做出准确的评价且要求图像尽量保留低频图像信息等方面的不足。随着科学技术的发展进步，未来战场探测手段愈加多样、探测精度愈加准确对单兵作战隐身伪装的需求愈加迫切。当前红外隐身仍存在缺乏理论创新和新材料创新等不足之处。传统的隐身防护以静态为主，环境适应性差，主动适应环境的智能红外隐身材料将是伪装隐身技术发展趋势，也是未来重点突破方向。
参考文献：
袁丽萌：《隐身技术的研究进展》
王真：《可见光红外一体化伪装隐身涂层织物的制备》
