CN114214847A - 一种含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含有可吸水透明涂层的可见光‑近红外仿生光谱模拟材料及制备方法，属于光谱模拟领域。本发明所述的制备模拟材料的方法，包括如下步骤：(1)将涂层高分子和水混合均匀，得到涂层高分子溶液；其中涂层高分子的浓度以g/mL计为0.5％～10％；(2)将可吸水金属盐和水混合均匀，得到可吸水金属盐溶液；其中可吸水金属盐的质量分数为1.0％～50％；(3)在基材表面先涂覆一层步骤(1)的涂层高分子溶液，形成高分子液膜；再涂覆一层步骤(2)的可吸水金属盐溶液进行交联，静置、干燥后，得到模拟材料。本发明的模拟材料具有绿色植物所有的光谱特征，与大多数常见绿色植物叶片的光谱相关系数达到0.940以上。

Description

一种含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材 料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料及制备方法，属于光谱模拟领域。
背景技术
高光谱探测技术的核心是高光谱遥感技术，高光谱遥感是在原有的多光谱成像遥感基础上发展起来的新型探测识别技术，从20世纪80年代末开始研究，目前已经发展成为一种成熟的侦察技术，已经在民用和军用领域得到了广泛的应用。高光谱遥感的出现是遥感技术的一场革命，很多在多光谱遥感中不可探测的物质，在高光谱遥感中都能被识别。
高光谱遥感技术是在可见光至短波红外(380-2500nm)波段范围内，以数纳米的光谱分辨率采样，在数十至数百个波段同时对目标成像，每个波段成1幅二维空间图像，可形成由多个二维空间图像按光谱维叠加而成的三维高光谱图像(数据)立方体，所以高光谱遥感技术也被称为高光谱成像技术。高光谱遥感将反映目标辐射属性的光谱与反映目标空间和几何关系的图像革命性地结合在一起，达到了“图谱合一”的效果，非常有利于目标探测。
为了抵抗高光谱探测技术带来的威胁，开发高光谱伪装材料具有相当重要的战略意义。现有的伪装材料的研究主要集中在森林背景下更好的模拟叶片的反射光谱。叶片在380-2500nm反射光谱中具有四个相当显著的反射特征，分别为550nm左右出现一个反射峰，称为“绿峰”；680nm-780nm区间的一个陡坡，称为“红边”；780-1300nm范围内的反射率维持在40％-60％之间的平台，称为“近红外高原”；以及在1450nm和1950nm左右，形成两个吸收谷，称为“水分吸收谷”。经过长时间研究表明，叶片的四个典型太阳光谱反射特征的形成与其色素、水分和干物质的吸收以及树叶内部的结构有关，呈现出较为显著的一一对应关系。
目前，国内外关于植物叶片光谱模拟材料的研究表明，可见光区的绿峰和红边可以通过着色剂来实现。常用的着色剂分为三类，分别是叶绿素及其衍生物类、无机颜料类以及有机染料类。研究表明，叶绿素及其衍生物的颜色性能和可见光谱性能都很好，但其较差的光热稳定性限制了其长期户外应用；无机颜料的可见光谱性能略差于叶绿素及其衍生物，通过优化结构可以提高其光谱性能，但改进方法比较复杂。与上述两种着色剂相比，光谱完整、合成工艺成熟的有机染料更适合获得各种伪装色，具有广泛的应用潜力。例如，U.Goudarzi等人首次制备了一种绿色的迷彩棉织物，采用还原染色的方法，实现了北约绿和森林绿色调，其耐洗涤、耐光照、耐摩擦、耐汗渍的牢度较好。
近红外区的模拟建立在叶片近红外光谱的形成基础上，多数学者以PVA、聚氨酯泡沫、纸张和纺织材料等高分子材料为基材模拟叶片的近红外光谱。然而，从伪装材料的应用舒适性来看，由于纺织材料具有柔韧性、柔软性以及优异的机械性能和加工性能，显然更适合用于伪装材料。
在近红外区的，除了基材是制备模拟材料的必备要素之外，水分是另一个不可忽视的模拟要素。然而多数人的研究集中在将水分封装起来，如徐国跃等基于微胶囊技术，以透明的聚脲醛高分子为壳材，以溶有叶绿素的油包水的乳液为芯材制备了一种伪装涂料，在 380-2500nmnm波段与被子植物的反射光谱具有较好的相似性；蒋晓军等以聚乙烯醇作为材料成型物质和水分吸脱附材料，以铬绿、大分子黄等光学颜料作为着色剂，采用化学铸膜方法制备了植物仿生伪装薄膜，能较好模拟植被的光谱反射特性。尽管有很多研究者这通过各种各样的方法使得光谱模拟材料在可见光波段具有较好的模拟效果，但是由于缺乏一种有效的保水措施使得近红外波段得“水分吸收谷”长久的保持。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料及制备方法。本发明得到的含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料相对于传统的可见光模拟材料具有明显的“水分吸收谷”特征，深度模拟绿色植物在380-2500nm 的光谱特性，具有绿色植物所有的光谱特征，与大多数常见绿色植物叶片的光谱相关系数达到0.940以上。
本发明的第一个目的是提供一种制备含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料的方法，包括如下步骤：
(1)涂层高分子溶液的制备：
将涂层高分子和水混合均匀，得到涂层高分子溶液；其中涂层高分子的浓度以g/mL计为0.5％～10％；
(2)可吸水金属盐溶液的制备：
将可吸水金属盐和水混合均匀，得到可吸水金属盐溶液；其中可吸水金属盐的质量分数为1.0％～50％；
(3)涂层的制备：
在基材表面先涂覆一层步骤(1)的涂层高分子溶液，形成高分子液膜；再涂覆一层步骤 (2)的可吸水金属盐溶液进行交联，静置、干燥后，得到含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述涂层高分子包括海藻酸钠、聚丙烯酸钠、羧基化改性纤维素、羧基化改性海藻酸钠、壳聚糖和聚乙烯醇中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述可吸水金属盐包括钙离子、锌离子、铝离子的氯化盐、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述的基材包括无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料，具体包括具有基本绿峰、红边和近红外高原特征的有色织物、聚酯材料、聚乙烯醇膜材料；所述的“基本绿峰”是反射光谱在550nm左右出现一个反射峰，所述的“红边”是反射光谱中680nm-780nm区间存在一个陡坡，所述的“近红外高原”是反射光谱中存在 780-1300nm范围内的反射率维持在40％-60％之间的平台。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中所述的基材包括无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料是参考专利CN112900115A制备得到的。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中高分子溶液的涂覆的方法包括浸渍、喷涂、压延、辊涂。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中高分子液膜的厚度为0.5mm～10mm。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中可吸水金属盐溶液的涂覆的方法包括喷涂、喷洒。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中可吸水金属盐溶液的厚度为1mm～50mm。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中交联的温度为20-30℃(常温)，时间为0.2～48h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中干燥温度为20～100℃，干燥时间为0.2～168h。
本发明的第二个目的是本发明所述的方法制备得到的含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
本发明的第三个目的是提供一种用于制备可见光-近红外仿生光谱模拟材料的可吸水透明涂层的原料，所述原料包括涂层高分子溶液和可吸水金属盐溶液，其中涂层高分子溶液的浓度以g/mL计为0.5％～10％；可吸水金属盐溶液中可吸水金属盐的质量分数为1.0％～50％。
在本发明的一种实施方式中，所述的可吸水透明涂层是通过涂层高分子溶液和可吸水金属盐溶液交联得到的；其中所述交联的温度为20～30℃，时间为0.2～48h。
在本发明的一种实施方式中，所述涂层高分子包括海藻酸钠、聚丙烯酸钠、羧基化改性纤维素、羧基化改性海藻酸钠、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯钠中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，所述可吸水金属盐离子交联剂包括钙离子、锌离子、铝离子的氯化盐、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐中的一种或几种。
本发明的第四个目的是本发明所述的含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料、用于制备可见光-近红外仿生光谱模拟材料的可吸水透明涂层的原料在制备伪装材料中的应用。
本发明的有益效果：
本发明针对传统仿生光谱模拟材料不具有稳定、可持续的“水分吸收谷”特征，不能实现有效的全光谱模拟的问题，制备了一种含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。本发明含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料具有绿色植物所有的光谱特征，与大多数常见树叶在380-2500nm波段的光谱相关系数均能达到0.940以上。
附图说明
图1为仿生光谱模拟材料与绿色植物光谱对比示意图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本发明，不用于限制本发明。
测试方法：
(1)反射光谱
将样品切割成5cm*5cm*4mm的薄片，置于Lambda950紫外-可见光-近红外分光光度计的固体反射率样品测试仓，测试样品380-2500nm范围内的反射光谱曲线。
(2)光谱相关系数(rm)
根据交叉相关光谱匹配法(式1)计算样品与绿色植物叶片的光谱相关系数。
Figure RE-GDA0003468162620000041
实施例中采用的基材的制备方法为：
将15.0g分散蓝291和7.5gDM-1501混合均匀并逐滴加入277.5g水进行研磨30min，并超声15min制备质量分数为5％的分散蓝291分散液。用相同的方法将60.0g分散黄114、30.0gDM-1501以及210.0g水制备成质量分数为20％的分散黄114分散液；将30.0g分散橙30、15.0gDM-1501以及255.0g水制备成质量分数为10％的分散橙30分散液。称取3.0g分散蓝291分散液、15.0g分散黄114分散液、7.5g分散橙30分散液、15.0g聚丙烯酸酯类粘合剂DM-5128、3.5g增稠剂DM-5221G、5.0g二氧化钛和1.0g水，搅拌30min混合均匀成为印花糊料。
将印花糊料通过人工平网印花的方式刮印到粘胶织物上，在自然晾干后并将其在150℃下焙烘3min形成印花织物。最后，将此印花织物在10g/L的DM-8926和30g/L的DM-2582N 混合液中浸轧，一浸一轧，轧余率75％，晾干后在150℃下焙烘3min即可得到无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料。
实施例1
一种制备含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料的方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠溶液的制备：
将1.0g海藻酸钠粉末和100mL水通过磁力搅拌两小时，得到具有一定粘度的浓度以 g/mL计为1％的海藻酸钠水溶液；
(2)氯化钙溶液的制备：
将10g氯化钙和90mL水混合均匀，得到质量分数为10％的氯化钙溶液；
(3)涂层的制备：
将直径为6.4cm的圆形无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料在步骤(1)的海藻酸钠水溶液中浸泡5min，取出后，在可见光谱模拟材料表面得到厚度为3mm的海藻酸钠液膜；之后再将步骤(2)的氯化钙溶液喷洒到海藻酸钠的液膜表面，喷洒厚度为6.6mm，常温静置 0.5h，接着在50℃下烘干24h，得到的含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
将具有可吸水高透明的可见光-近红外仿生光谱模拟材料在30℃、80％RH下放置10h后，根据交叉光谱相关匹配法计算模拟材料与绿色植物叶片在380-2500nm范围的光谱相似度，结果如图1：
从图1中可以看出：所制备的具有可吸水高透明的可见光-近红外仿生光谱模拟材料与绿色植物光谱非常相似，相比于没有吸水涂层的无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料来说具有明显的“水分吸收谷”特征，具有绿色植物光谱的所有特征。通过交叉光谱相关匹配法计算附着吸水涂层前后模拟材料与桂花、鹅掌柴、金丝桃、樱花、榉树、枫杨、万年青、银杏、桃树、山茶、玉兰、香樟叶片的相关系数，结果表明附着吸水涂层后模拟材料的相关系数增加了0.351，与桂花叶片的相关系数高达0.987。
实施例2
一种制备可见光-近红外仿生光谱模拟材料的可吸水透明涂层的方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠溶液的制备：
将2.0g海藻酸钠粉末和100mL水通过磁力搅拌两小时，得到具有一定粘度的浓度以 g/mL计为2％的海藻酸钠水溶液；
(2)氯化钙溶液的制备：
将20g氯化钙和80mL水混合均匀，得到质量分数为20％的氯化钙溶液；
(3)涂层的制备：
将直径为6.4cm的圆形无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料在步骤(1)的海藻酸钠水溶液中浸泡5min，取出后在可见光谱模拟材料表面得到厚度为3mm的海藻酸钠液膜；之后再将步骤(2)的氯化钙溶液喷洒到海藻酸钠的液膜表面，喷洒厚度为6.6mm，常温静置 0.5h，接着在50℃下烘干24h，得到的具有可吸水高透明的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
将具有可吸水高透明的可见光-近红外仿生光谱模拟材料在30℃、80％RH下放置15h后，根据交叉光谱相关匹配法计算模拟材料与绿色植物叶片在380-2500nm范围的光谱相似度。
通过交叉光谱相关匹配法计算附着吸水涂层前后模拟材料与桂花、鹅掌柴、金丝桃、樱花、榉树、枫杨、万年青、银杏、桃树、山茶、玉兰、香樟叶片的相关系数，结果表明附着吸水涂层后模拟材料的相关系数增加了0.299，与桂花叶片的相关系数高达0.941。
实施例3
一种制备可见光-近红外仿生光谱模拟材料的可吸水透明涂层的方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠溶液的制备：
将0.5g海藻酸钠粉末和100mL水通过磁力搅拌两小时，得到具有一定粘度的浓度以 g/mL计为0.5％的海藻酸钠水溶液；
(2)氯化钙溶液的制备：
将20g氯化钙和80mL水混合均匀，得到质量分数为20％的氯化钙溶液；
(3)涂层的制备：
将直径为5.7cm的圆形无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料在步骤(1)的海藻酸钠水溶液中浸泡10min，取出后在可见光谱模拟材料表面得到厚度为3mm的海藻酸钠液膜；之后再将步骤(2)的氯化钙溶液喷洒到海藻酸钠的液膜表面，喷洒厚度为6.6mm，常温静置 0.5h，接着在70℃下烘干12h，得到的具有可吸水高透明的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
将具有可吸水高透明的可见光-近红外仿生光谱模拟材料在30℃、80％RH下放置20h，根据交叉光谱相关匹配法计算模拟材料与绿色植物叶片在380-2500nm范围的光谱相似度。
通过交叉光谱相关匹配法计算附着吸水涂层前后模拟材料与桂花、鹅掌柴、金丝桃、樱花、榉树、枫杨、万年青、银杏、桃树、山茶、玉兰、香樟叶片的相关系数均，结果表明附着吸水涂层后模拟材料的相关系数增加了0.133，与桂花叶片的相关系数高达0.981。
对照例1
一种制备光谱模拟材料的方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠溶液的制备：
将1.0g海藻酸钠粉末和100mL水通过磁力搅拌两小时，得到具有一定粘度的浓度以 g/mL计为1％的海藻酸钠水溶液；
(2)氯化镁溶液的制备：
将10g氯化镁和90mL水混合均匀，得到质量分数为10％的氯化镁溶液；
(3)涂层的制备：
将直径为6.4cm的圆形无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料在步骤(1)的海藻酸钠水溶液中浸泡5min，取出后在可见光谱模拟材料表面得到厚度为3mm的海藻酸钠液膜；之后再将步骤(2)的氯化镁溶液喷洒到海藻酸钠的液膜表面，喷洒厚度为6.6mm，常温静置 0.5h，接着在50℃下烘干24h，无法在可见光谱模拟材料的表面形成透明可吸水涂层。
对照例2
一种制备光谱模拟材料的方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠/聚丙烯酸钠溶液的制备：
将1.0g海藻酸钠粉末、10.0g聚丙烯酸钠和100mL水通过磁力搅拌两小时，得到具有一定粘度的浓度为11％(w/v)的海藻酸钠/聚丙烯酸钠水溶液；
(2)氯化钙溶液的制备：
将10g氯化钙和90mL水混合均匀，得到质量分数为10％的氯化钙溶液；
(3)涂层的制备：
将直径为6.4cm的圆形无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料在步骤(1)的海藻酸钠水溶液中浸泡5min，取出后在可见光谱模拟材料表面得到厚度为3mm的海藻酸钠/聚丙烯酸钠液膜；之后再将步骤(2)的21.5mL氯化钙溶液喷洒到海藻酸钠的液膜表面，常温静置0.5h，接着在50℃下烘干24h，得到具有白色不透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
白色不透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料中白色涂层影响了可见光谱模拟材料的颜色表达，不适合用于植物的可见光-近红外光谱模拟。
对照例3
一种制备光谱模拟材料的方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠溶液的制备：
将1.0g海藻酸钠粉末和100mL水通过磁力搅拌两小时，得到具有一定粘度的浓度以 g/mL计为1％的海藻酸钠水溶液；
(2)氯化铁溶液的制备：
将10g氯化铁和90mL水混合均匀，得到质量分数为20％的氯化铁溶液；
(3)涂层的制备：
将直径为6.4cm的圆形无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料在步骤(1)的海藻酸钠水溶液中浸泡5min，取出后在可见光谱模拟材料表面得到厚度为3mm的海藻酸钠液膜；之后再将步骤(2)的氯化铁溶液喷洒到海藻酸钠的液膜表面，喷洒厚度为6.6mm，常温静置 0.5h，接着在50℃下烘干24h，得到了具有红褐色可吸水涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
所制备的红褐色可吸水涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料中的红褐色涂层影响了可见光谱模拟材料的颜色表达，不适合用于植物的可见光-近红外光谱模拟。
对照例4
一种制备光谱模拟材料的方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠溶液的制备：
将1.0g海藻酸钠粉末和100mL水通过磁力搅拌两小时，得到具有一定粘度的浓度以 g/mL计为1％的海藻酸钠水溶液；
(2)涂层的制备：
将直径为6.4cm的圆形无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料在步骤(1)的海藻酸钠水溶液中浸泡5min，取出后，在可见光谱模拟材料表面得到厚度为3mm的海藻酸钠液膜；50℃下烘干24h后得到光谱模拟材料。
将光谱模拟材料在30℃、80％RH下放置20h后测试其反射光谱。
所制备的光谱模拟材料吸湿效果较差，在光谱上没有表现出“水分吸收谷”特征，不适合用于植物的可见光-近红外光谱模拟。
实施例4
一种制备可见光-近红外仿生光谱模拟材料的可吸水透明涂层的方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠/聚丙烯酸钠溶液的制备：
将1.0g海藻酸钠粉末、0.5g聚丙烯酸钠加入到100mL水通过磁力搅拌两小时，得到具有一定粘度的浓度以g/mL计为1.5％的海藻酸钠/聚丙烯酸钠水溶液；
(2)氯化钙溶液的制备：
将10g氯化钙和90mL水混合均匀，得到质量分数为10％的氯化钙溶液；
(3)涂层的制备：
将直径为6.4cm的圆形无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料在步骤(1)的海藻酸钠 /聚丙烯酸钠水溶液中浸泡5min，取出后在可见光谱模拟材料表面得到厚度为3mm的海藻酸钠液膜；之后再将步骤(2)的氯化钙溶液喷洒到海藻酸钠的液膜表面，喷洒厚度为6.6mm，常温静置0.5h，接着在50℃下烘干24h，得到的具有可吸水高透明的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
将具有可吸水高透明的可见光-近红外仿生光谱模拟材料在30℃、80％RH下放置10h后，根据交叉光谱相关匹配法计算模拟材料与绿色植物叶片在380-2500nm范围的光谱相似度。
通过交叉光谱相关匹配法计算附着吸水涂层前后模拟材料与桂花、鹅掌柴、金丝桃、樱花、榉树、枫杨、万年青、银杏、桃树、山茶、玉兰、香樟叶片的相关系数，结果表明附着吸水涂层后模拟材料的相关系数增加了0.120，与桂花叶片的相关系数高达0.974。
实施例5
一种含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料的方法，包括如下步骤：
(1)海藻酸钠溶液的制备：
将1.0g海藻酸钠粉末和100mL水通过磁力搅拌两小时，得到具有一定粘度的浓度以 g/mL计为1％的海藻酸钠水溶液；
(2)氯化锌溶液的制备：
将10g氯化锌和90mL水混合均匀，得到质量分数为10％的氯化锌溶液；
(3)涂层的制备：
将直径为6.4cm的圆形无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料在步骤(1)的海藻酸钠水溶液中浸泡5min，取出后，在可见光谱模拟材料表面得到厚度为3mm的海藻酸钠液膜；之后再将步骤(2)的氯化锌溶液喷洒到海藻酸钠的液膜表面，喷洒厚度为6.6mm，常温静置 0.5h，接着在50℃下烘干24h，得到的含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
将具有可吸水高透明的可见光-近红外仿生光谱模拟材料在30℃、80％RH下放置15h后，根据交叉光谱相关匹配法计算模拟材料与绿色植物叶片在380-2500nm范围的光谱相似度。
通过交叉光谱相关匹配法计算附着吸水涂层前后模拟材料与桂花、鹅掌柴、金丝桃、樱花、榉树、枫杨、万年青、银杏、桃树、山茶、玉兰、香樟叶片的相关系数，结果表明附着吸水涂层后模拟材料的相关系数增加了0.321，与桂花叶片的相关系数高达0.951。
参考专利CN112900115A制备得到的无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料，用于制备本发明的含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料均能具有绿色植物所有的光谱特征，与大多数常见树叶在380-2500nm波段的光谱相关系数均能达到0.940以上。

Claims (10)

1.一种制备含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)涂层高分子溶液的制备：
将涂层高分子和水混合均匀，得到涂层高分子溶液；其中涂层高分子的浓度以g/mL计为0.5％～10％；其中，所述涂层高分子包括海藻酸钠、聚丙烯酸钠、羧基化改性纤维素、羧基化改性海藻酸钠、壳聚糖和聚乙烯醇中的一种或几种；
(2)可吸水金属盐溶液的制备：
将可吸水金属盐和水混合均匀，得到可吸水金属盐溶液；其中可吸水金属盐的质量分数为1.0％～50％；其中，所述可吸水金属盐包括钙离子、锌离子、铝离子的氯化盐、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐中的一种或几种；
(3)涂层的制备：
在基材表面先涂覆一层步骤(1)的涂层高分子溶液，形成高分子液膜；再涂覆一层步骤(2)的可吸水金属盐溶液进行交联，静置、干燥后，得到含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的基材包括无“水分吸收谷”特征的可见光谱模拟材料，具体包括具有基本绿峰、红边和近红外高原特征的有色织物、聚酯材料、聚乙烯醇膜材料。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中高分子液膜的厚度为0.5mm～10mm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中可吸水金属盐溶液的厚度为1mm～50mm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中交联的温度为20～30℃，时间为0.2～48h。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中高分子溶液和可吸收金属盐溶液的涂覆的方法包括浸渍、喷涂、压延、辊涂。
7.权利要求1～6任一项所述的方法制备得到的含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料。
8.一种用于制备可见光-近红外仿生光谱模拟材料的可吸水透明涂层的原料，其特征在于，所述原料包括涂层高分子溶液和可吸水金属盐溶液，其中涂层高分子溶液的浓度以g/mL计为0.5％～10％；可吸水金属盐溶液中可吸水金属盐的质量分数为1.0％～50％。
9.根据权利要求8所述的用于制备可见光-近红外仿生光谱模拟材料的可吸水透明涂层的原料，其特征在于，所述的可吸水透明涂层是通过涂层高分子溶液和可吸水金属盐溶液交联得到的。
10.权利要求7所述的含有可吸水透明涂层的可见光-近红外仿生光谱模拟材料、权利要求8所述的用于制备可见光-近红外仿生光谱模拟材料的可吸水透明涂层的原料在制备伪装材料中的应用。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020188051A1 (en) * 1998-10-26 2002-12-12 Gerd Hugo Coating with spectral selectivity
CN106751275A (zh) * 2016-12-25 2017-05-31 合肥昊泰新材料科技有限责任公司 一种有机仿生材料及制备方法
CN111559152A (zh) * 2020-04-22 2020-08-21 四川智溢实业有限公司 一种高光谱伪装材料及其制备方法
CN112662254A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 上海大学 可见-近红外高光谱伪装涂料、其制备方法及其应用
CN112900115A (zh) * 2021-03-24 2021-06-04 江南大学 基于分散染料的可见光-近红外仿生光谱模拟材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020188051A1 (en) * 1998-10-26 2002-12-12 Gerd Hugo Coating with spectral selectivity
CN106751275A (zh) * 2016-12-25 2017-05-31 合肥昊泰新材料科技有限责任公司 一种有机仿生材料及制备方法
CN111559152A (zh) * 2020-04-22 2020-08-21 四川智溢实业有限公司 一种高光谱伪装材料及其制备方法
CN112662254A (zh) * 2020-12-23 2021-04-16 上海大学 可见-近红外高光谱伪装涂料、其制备方法及其应用
CN112900115A (zh) * 2021-03-24 2021-06-04 江南大学 基于分散染料的可见光-近红外仿生光谱模拟材料及其制备方法

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