[发明专利]一种用于智能隐身的自修复一体化电致变色仿生树叶

说明书

一种用于智能隐身的自修复一体化电致变色仿生树叶，属于仿生智能隐身技术领域。所述仿生树叶包括自下而上依次设置的叶脉仿生复合柔性透明导电电极层、自修复一体化变色层和叶脉仿生复合柔性透明导电电极层，其中，自修复一体化变色层为该仿生树叶的主要功能层，包括：体积百分比为45～55％的聚乙烯醇水凝胶、体积百分比为23～27％的具有自修复性能物质、体积百分比为18～22％的变色活性物质及电解质溶液、体积百分比为4～6％的交联引发剂。本发明仿生树叶实现了电致变色材料与电解质一体化复合，在保障原有的自修复功能与电致变色性能条件下，可明显提升电致变色器件使用可靠性。

技术领域

本发明属于仿生智能隐身技术领域，具体涉及一种用于智能隐身的自修复一体化电致变色仿生树叶。

背景技术

目前，广泛应用于军事隐身伪装的伪装网、伪装涂层等，虽然可以在单一环境下对地面单位进行伪装保护，但是地面装备及人员在作战时需要面对不断变化的外界环境，因此为了更好的保护地面单位，需要一种可以随着背景环境的颜色变化的仿生智能隐身装备。植被是一种主要的地面环境背景，因此可利用电致变色的仿生树叶对地面单位进行更好的智能隐身。

现在已有的用于隐身伪装的电致变色器件，虽然可以在电场作用下轻易实现颜色变化，但是其作为仿生树叶在高光谱遥感探测下还无法做到与真实树叶的精细光谱相匹配，也存在伪装被识破的风险，而且该类器件普遍较为复杂的叠层结构，多层界面有时会影响器件性能。同时，由于仿生树叶在使用过程中难免因受机械应力、老化、光热辐照等各种原因造成损伤产生微小裂纹，因无法及时监测和修复，导致在继续使用过程中微小裂纹会进一步扩大，促使仿生树叶的智能隐身性能大幅度降低甚至彻底报废。

综上所述，目前急需一种电致变色仿生树叶能够满足在绿色(嫩叶)和黄色(枯叶)之间变换，并兼顾高光谱遥感探测下与真实树叶的光谱匹配，还能够在室温下以自身特定可逆修复键，例如氢键等分子间作用力、金属离子配位等来实现自修复功能，并且可重复多次对自身微小裂纹进行有效修复的器件结构简单、主要功能层可实现一体化集成的仿生树叶。这将具有更优异的隐身性能且更加耐用。

发明内容

本发明的目的在于，针对背景技术存在的缺陷，提出了一种用于智能隐身的自修复一体化电致变色仿生树叶，该仿生树叶可通过改变外加电压改变颜色模拟嫩叶与枯叶，还能实现在室温下自修复的功能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于智能隐身的自修复一体化电致变色仿生树叶，其特征在于，所述仿生树叶包括自下而上依次设置的叶脉仿生复合柔性透明导电电极层、自修复一体化变色层和叶脉仿生复合柔性透明导电电极层，如图1所示；其中，自修复一体化变色层为该仿生树叶的主要功能层，包括：体积百分比为45～55％的聚乙烯醇水凝胶(含红外增反填料)、体积百分比为23～27％的具有自修复性能物质、体积百分比为18～22％的变色活性物质及电解质溶液、体积百分比为4～6％的交联引发剂。

进一步地，所述聚乙烯醇水凝胶的配方为：质量百分比为80wt％～90wt％的水、8wt％～19wt％的聚乙烯醇、1wt％～2wt％的红外增反材料。其中，所述红外增反材料为二氧化钛、二氧化硅等。

进一步地，所述具有自修复性能物质的配方为：质量百分比为45wt％～65wt％的丙烯酸、30wt％～40wt％的水、5wt％～15wt％的铁盐；其中，所述铁盐包括但不限于氯化铁、硫酸铁等。

进一步地，所述变色活性物质及电解质溶液中，变色活性物质的浓度为5～500mmol/L，电解质的浓度为0.1～5mol/L。其中，所述变色活性物质为可在电压作用下由蓝色变为黄色或者无色的电致变色小分子，所述电致变色小分子包括但不限于蒽醌类、紫精类电致变色小分子，具体为1,4-二对甲苯氨基蒽醌、二溴化1,1’-二(2-亚甲基蒽醌)-4,4’-联吡啶盐等。所述电解质为四丁基高氯酸铵或者锂盐等，其中锂盐包括但不限于高氯酸锂、氯化锂等。