具有化学及结构变色双机理的电活性材料调控的机器人伪装隐身技术研究

Camouflage stealth technology in visible light range provides an advanced technology for tri-co robot, with great military value. The existing camouflage technology mainly focuses either on the chemical coloration or the structural coloration. External force excitation or humidity excitation are employed mostly, which is lack of convenience; and the matching problem, between the coloration stealth material and the robot body, is not considered. Therefore, it can not meet the requirements of the actual application. This project presents an electroactive material controlled camouflage stealth technology. The two kinds of coloration mechanisms, chemical and structural coloration, are integrated in the electroactive polymer, which can be used to control the coloration quickly and effectively through the voltage. The effect of the robot structure and motion characteristics on the coloration are considered. This project is expected to achieve a new type of camouflage stealth technology with rapid response, large range of coloration and material flexibility, and provides technical support for the development of new generation of tri-co robots.

可见光范围内的伪装隐身技术为机器人提供了一种先进的共融方式，具有极大的军事价值。由于现有伪装技术主要集中于仿头足纲生物的化学变色和仿避役科生物的结构变色的两类研究中，存在着拟色效果单一的不足；且由于隐身变色需采用外部力激励或湿度激励，存在变形激励源不够便捷的问题；以及未考虑拟色隐身材料与机器人本体之间的匹配问题，因此，不能满足实际应用中要求的拟色适用场合广、拟色丰富、便捷调控技术的需求。因此，本项目提出一种电活性材料调控的变色结构。在电活性材料内集成化学变色和结构变色的两种变色机理，可通过电压进行快捷有效的变色调控，并考虑了机器人结构与运动特征对这种变色结构的变色效果的影响。本项目的实施有望实现一种具有快速响应性、变色程度的大范围可调性以及变形柔韧性的新型伪装隐身技术，为新一代共融机器人的研发提供技术支撑。

可见光范围内的伪装隐身技术为机器人提供了一种先进的共融方式，具有极大的军事价值。由于现有伪装技术主要集中于仿头足纲生物的化学变色和仿避役科生物的结构变色的两类研究中，存在着拟色效果单一的不足；且由于隐身变色需采用外部力激励或湿度激励，存在变形激励源不够便捷的问题；以及未考虑拟色隐身材料与机器人本体之间的匹配问题，因此，本项目提出一种电活性材料调控的变色结构。在化学变色中，揭示了多层Nafion超薄膜形成水合离子通道在全固态电致变色器件中的机理研究，利用多层超薄膜形成垂直且平行的超短水合离子通道，实现全固态电致变色器件快速变色响应。在结构色中设计具有二维空气柱的纳米结构，开发了二次压印技术制备柔性光子晶体，变色范围可以覆盖整个可见光区域（Δλ = 180 nm），2000次以下的循环工作次数对器件的电致变色性能影响很小，在同样应变下的带隙中心波长变化和反射率峰值均无明显变化，说明该器件具有较好的循环工作稳定性，具有很好的动态伪装显示和抗冲击性能。上述性能为其在伪装功能材料和器件领域的发展提供了良好的前景。