一种与绿色植被具有高光谱匹配度的复合材料的制备方法

本发明涉及一种与绿色植被具有高光谱匹配度的复合材料的制备方法。

背景技术：

1、随着高光谱探测技术的不断发展，发现绿色植被在400～2500nm波段内具有高度相似的反射光谱。其在550nm处具有特殊反射峰为“绿峰”，这主要是由于植被中叶绿素独特的共轭大π体式导致其对绿色光吸收极少。在680～780nm波段，存在反射率快速升高的斜坡，称为“红边”，是因为树叶主体对该波段吸收很少。树叶的疏松多孔结构导致其在780～1300nm区间内，有平稳的反射率平台，称为“近红外高原”。于1450nm和1940nm两处呈现出两个明显的吸收谷，归因于水中的oh键振动产生吸收带被为“水吸收谱带”。绿色植被上述特点导致单纯的可见光隐身材料无法满足和背景植被的反射光谱匹配，从而使伪装目标无法融入背景而导致失效。

2、高光谱伪装材料需满足与植被具有高度相似的反射光谱，因此需要模拟出植被的叶绿素，多孔结构及水分。杨玉杰等设计了三层结构的仿生树叶，表层为防水聚氯乙烯薄膜，中间层为高含水阻隔袋，底层为疏松纸质结构，该仿生材料反射光谱与植被光谱相似度达到0.9983，然而该结构过于烦杂且并未阐明力学性能，难以大规模生产应用。郭利等人以水、叶绿素、铬绿为填料直接制备含水涂层，该材料与绿叶的光谱相似度达到0.99，但保水率较差，难以应用。王灿等使用mg-al层状氢氧化物作为含水材料，且在其中插层色素基团制备出伪装填料，该填料具有较强的耐候性及热稳定性，但填料制备条件苛刻，大批量生产成本较高。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的旨在提供一种与绿色植被具有高光谱匹配度复合材料的制备方法，该方法制得的复合材料的反射光谱与绿色植被光谱相似度达到0.988。

2、技术方案：本发明所述的复合材料的制备方法，包括如下步骤：

3、(1)将两种金属盐、阴离子表面活性剂、有机色素染料和叶绿素衍生物混合于去离子水中，往其中加入沉淀剂使反应体系的ph为9～10；

4、(2)将步骤(1)得到的混合溶液在不低于35℃下反应，反应后得到沉淀物；

5、(3)将沉淀物洗涤、干燥，得到复合材料。

6、其中，步骤(1)中，所述两种金属盐为铝盐和镁盐；其中，铝盐和镁盐的摩尔比为1：3～3.5。

7、其中，所述铝盐为六水合氯化铝；所述镁盐为六水合氯化镁。

8、其中，步骤(1)中，所述有机色素为醇溶黄和专利绿；所述叶绿素衍生物为叶绿素铜钠；其中，所述专利绿、醇溶黄和叶绿素铜钠的质量比为1：3～5：1。

9、其中，所述醇溶黄、专利绿和叶绿素铜钠的总加入量为镁盐和铝盐总质量的3～4％。

10、其中，步骤(1)中，所述阴离子表面活性剂为shmp(六偏磷酸钠)；阴离子表面活性剂的加入量为镁盐和铝盐总质量的1/10～1/15。

11、其中，所述沉淀剂为naoh溶液；所述naoh溶液的浓度为2～3mol/l。

12、其中，步骤(2)中，反应时间为不低于15h。

13、其中，步骤(3)中，将沉淀物进行洗涤，直至洗出液ph为中性。

14、其中，步骤(3)中，干燥温度为100～110℃，干燥时间为4～5h。

15、上述方法制得的与绿色植被具有高光谱匹配度的复合材料，双层氢氧化物复合色素后呈现绿色，在可见光区存在与绿色植被高度相似的“绿峰”及“红边”。

16、通过物理搅拌，将alcl3·6h2o、mgcl2·6h2o按摩尔比1：3混合溶解在去离子水中，向其中添加阴离子型表面活性剂shmp，在水中电离改变表面张力和自由能，为反应物留下足够的空间来促进双层氢氧化物的晶粒长大；使用naoh作为沉淀剂，利用其在水中电离后产生的oh-离子与金属盐中的金属离子进行反应，金属离子和oh-以及层间阴离子之间的静电作用力使形成的金属氢氧化物前驱体会进一步组装成层状结构，阴离子层堆叠形成含水分子的双层氢氧化物。

17、有益效果：相比于现有技术，本发明具有如下显著的优点：本发明制备的复合材料能够与绿色植被高度匹配，在400～2500nm波段内光谱相似度高达0.988。

技术特征：

1.一种与绿色植被具有高光谱匹配度的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述两种金属盐为铝盐和镁盐；其中，铝盐和镁盐的摩尔比为1：3～3.5。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述铝盐为六水合氯化铝；所述镁盐为六水合氯化镁。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述有机色素为醇溶黄和专利绿；所述叶绿素衍生物为叶绿素铜钠；其中，所述专利绿、醇溶黄和叶绿素铜钠的质量比为1：3～5：1。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述醇溶黄、专利绿和叶绿素铜钠的总加入量为镁盐和铝盐总质量的3～4％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述阴离子表面活性剂为shmp；阴离子表面活性剂的加入量为镁盐和铝盐总质量的1/10～1/15。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述沉淀剂为naoh溶液；所述naoh溶液的浓度为2～3mol/l。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，反应时间为不低于15h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，将沉淀物进行洗涤，直至洗出液ph为中性。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，干燥温度为100～110℃，干燥时间为4～5h。

技术总结
本发明公开了一种与绿色植被具有高光谱匹配度的复合材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)将两种金属盐、阴离子表面活性剂、有机色素染料和叶绿素衍生物混合于去离子水中，往其中加入沉淀剂使反应体系的pH为9～10；(2)将步骤(1)得到的混合溶液在不低于35℃下反应，反应后得到沉淀物；(3)将沉淀物洗涤、干燥，得到复合材料。本发明制备的复合材料能够与绿色植被高度匹配，其光谱相似度高达0.988。

技术研发人员：谭淑娟,肖颖,吴其锋,姬广斌
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5