同济大学邱军团队AFM：一体集成雷达隐身、红外伪装与结构传感的智能泡沫材料

纳米人

2025-12-29

随着现代国防感知体系向多频段、高精度方向快速演进，航空飞行器等国防平台面临的侦察环境日趋严苛，其隐身防护已从单一波段的对抗，转变为对雷达、红外等多频谱探测手段的体系化博弈。然而，雷达波吸收与红外辐射抑制在物理机制上存在固有矛盾，传统材料难以协同兼顾，这构成了制约隐身技术发展的核心瓶颈。面向未来智能化作战需求，理想的隐身系统不仅需具备卓越的被动隐匿性能，更应集成主动感知能力，以实现对自身结构状态与外部威胁环境的实时感知与智能响应。遗憾的是，现有材料体系大多功能单一，无法在有限的质量与空间约束下，同时实现宽频吸波、自适应热伪装及高灵敏传感等跨域功能的一体化集成。因此，突破材料性能壁垒，创制能够融合电磁、热学、力学多维度功能的新型智能复合材料，已成为推动下一代隐身技术发展的关键挑战与迫切需求。

在现代国防安全领域，飞行器的生存能力高度依赖于其多频谱隐身性能。然而，雷达隐身与红外隐身在物理机制上相互矛盾，且集成实时结构健康监测功能更是一大挑战。针对这一难题，同济大学材料科学与工程学院邱军教授团队在《Advanced Functional Materials》上发表最新研究，通过创新的多维异质结构设计，成功制备出一种MXene/MOF衍生的轻质泡沫复合材料（MMC）。该材料巧妙协同了界面极化、磁损耗与传导损耗等多重机制，实现了-56.02 dB的反射损耗值与7.30 GHz的宽频带覆盖；利用MXene的低红外发射率与复合材料多孔绝热结构，在25–80°C宽温域内展现了稳定的主/被动热伪装能力；其三维导电网络还具备高灵敏压阻响应，可实时监测形变。本工作首次将三大功能集成于单一轻质体系，为发展下一代自适应智能隐身系统提供了全新的材料平台与设计范式。

图1. MMC复合材料的电磁波吸收性能及电磁参数。

图2. MMC复合材料的红外波谱段隐身性能及其自适应性

图3. MMC的压阻传感与结构健康监测

图4. MMC雷达-红外隐身和智能感知一体化

综上所述，这项研究工作在实现多频谱兼容隐身方面取得了关键突破，所开发的复合材料展现出卓越的雷达波吸收与宽温域、自适应红外伪装能力。在此基础上，材料更进一步具备了实时的自我感知功能，能够灵敏监测自身结构形变，从而将被动防护提升至智能感知的新高度。该成果为装备实现自主态势感知与智能电磁/红外综合防护开辟了新方向，也为未来智能隐身蒙皮及高价值平台的结构健康监测等前沿领域提供了创新的材料体系与设计理论。

相关工作以“Multifunctional MXene/MOF-Derived Foam for Adaptive Radar-Infrared Stealth and Structural Sensing”为题发表在《Advanced Functional Materials》上（DOI：10.1002/adfm.202530008）。同济大学材料科学与工程学院硕士研究生谢正敏为论文的第一作者，同济大学材料科学与工程学院邱军教授、杜江副教授为论文的共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金和中国航空科学基金等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202530008