近年来，多光谱检测技术的快速发展使得军事目标的伪装性能成为决定战场胜负的关键因素[[1], [2], [3]]。武器系统、军用车辆和单兵装备与自然背景之间的集成程度和兼容性直接影响了生存能力和作战效果。在复杂的战斗场景中，单波段伪装越来越无法应对现代检测方法，尤其是在两个最敏感的光谱区域：可见光（380-780 nm）和红外（8-14 μm）[[4], [5], [6], [7]]。因此，开发能够同时实现可见光和红外隐身的伪装材料对于提高战场生存能力具有重要意义[8,9]。根据普朗克黑体辐射定律，所有高于绝对零度的物体都会发射红外辐射。红外检测系统主要通过利用目标与其周围环境之间的辐射特性差异来识别目标[10,11]。因此，有效调节目标的红外特征以抑制可检测性在现代信息战中具有重要的军事价值[[12], [13], [14]]。斯特凡-玻尔兹曼定律进一步表明，红外辐射能量与表面发射率和热力学温度的四次方成正比[15]。因此，发射率调节和表面温度控制是红外伪装的两个基本策略，其中发射率调节因其在工程上的实用性更强而成为主要焦点[16]。
金属材料由于其活跃的电子而具有天然的低发射率[17]。例如金[18]、银[19]、铜[20]和铝[[21], [22], [23], [24]]。其中，铝因其低成本和易获取性而被广泛使用。为了最大化降低发射率，通常通过施加涂层系统[25,26]或将金属成分结合到纺织基底中[13]来实现金属系统的红外调节。特别是纺织品，由于其柔韧性、轻量化、便携性和适合大面积制造的特点，吸引了广泛的研究兴趣。然而，现有的研究主要集中在实现极低或固定的发射率上，而这仅在稳定的红外背景条件下有效[27]。实际上，自然的红外特征具有高度动态性。例如，在从植被地带过渡到沙漠地带时，主要的辐射源从植物冠层转移到地表土壤。即使在相同的地理环境中，太阳辐照度的周期性波动也会导致热红外特性的时间依赖性变化。因此，固定发射率的设计不再满足作战要求。
为了克服这些限制，已经开发出能够对外部刺激（如电[[28], [29], [30], [31], [32], [33]]、热[[34,35]]和湿度[[36]]）做出响应的自适应伪装材料。通过对可见光-红外兼容伪装系统的比较研究，发现了材料组成、工作方法和性能特性的差异。基于多层薄膜的超材料，如ZnS/Ge2Sb2Te5光子晶体[37]和Ge2Sb2Te5/Ag异质结构[38]，由于其在特定波长下的选择性光发射而表现出低发射率（ε=0.098-0.428）。然而，这些结构相对刚性，不适合纺织应用。气凝胶复合材料，如MXene/还原氧化石墨烯混合气凝胶与相变材料结合[9]，通过电致变色和热致变色实现了动态可调的红外特性（ε=0.44–0.84）。然而，这些材料机械强度较差，制备过程复杂，限制了其实际应用。基于纺织的方法，如在棉质基底上使用石墨烯/MXene涂层[39]或嵌入碳纳米管的纤维[40]，具有柔韧性和舒适性，发射率为0.248-0.26。然而，这些系统通常限于深色，并且与自然可见光伪装环境不兼容。相变微胶囊复合材料[41]的发射率约为0.656，有助于保持稳定温度；然而，它们的热响应速度不足以实现快速战术适应。此外，光致变色或电致变色涂层纺织品[42]虽然可以在可见光谱范围内调节颜色，但发射率范围较窄（ε=0.77–0.94）。此外，它们的高发射率使得有效的红外信号隐藏变得困难。目前的复合织物系统通过采用柔性纺织平台，结合基于铝的红外反射调节和多色颜料着色，规避了这些限制。具体来说，该系统通过独立于刺激的结构设计，同时实现了与植被和土壤光谱的色度匹配（ΔE<3.0）和梯度发射率调节（ε=0.48-0.90）。这种方法消除了对外部刺激的需求，简化了制备过程，并确保了机械耐用性和长期稳定性。尽管动态材料（如石墨烯[31,32]、MXene[[43], [44], [45]]和碳纳米管[16,30]）通常呈现灰黑色或黑色，导致颜色单调且在可见光区域的光谱兼容性较差。因此，开发能够在可见光谱中实现视觉融合的同时同步红外特性的柔性动态伪装材料具有重要的研究价值。与早期依赖电致变色调节、热致变色触发或湿度依赖机制的自适应伪装方法不同，本研究提出了一种基于结构设计的无刺激自适应机制。
本研究从先进表面和界面工程的角度解决了这些基本挑战，实现了多光谱伪装，并在三个关键维度上推进了技术发展。首先，本研究介绍了一系列模仿自然背景的绿色和土色调伪装复合织物，具有多个亮度级别和可调的红外发射率（0.48至0.90）。这一进展源于构建了一个分层界面架构，精确调节了铝粉在多个功能层中的含量和空间分布。这种设计实现了光学外观和热辐射行为的前所未有的解耦。通过多层结构工程和材料组分的综合优化，实现了可见光-红外多光谱伪装的突破。对于高（0.89-0.90）和中等（0.72-0.68）发射率要求，采用了“聚酯基底/阻燃层/伪装涂层（顶层）”结构。对于低发射率（0.48-0.68）要求，在阻燃层和顶层之间引入了战略性位置的红外高反射层，形成了双重界面反射机制，从根本上改变了红外光子的传输路径。入射的红外辐射穿透外层涂层并被高反射层反射，从而减少了吸收并显著降低了发射率。其次，该方法通过独立调节表面和次表面界面，首次在基于纺织的伪装中实现了相同的光学颜色和可调的红外发射率，克服了传统“单色、单发射率”系统的长期限制。这种色度和发射率的解耦代表了表面和界面科学的重大进展，表明可见光和红外光谱响应可以通过界面设计独立调节，而不受材料固有特性的限制。这些织物还表现出优异的阻燃性、耐磨性和在热和湿度下的稳定性。第三，通过结合双面伪装图案和梯度发射率分布，实现了通过简单机械翻转实现快速环境切换的自适应伪装策略。这种无刺激设计从根本上不同于依赖外部电、热或湿度触发器的传统自适应系统，允许无需能量输入即可自主操作，并适用于多种作战环境。如图1所示，通过简单翻转，可以在可见光和红外范围内实现伪装性能的适应性调节，为高动态战场环境提供了新的解决方案。这些进展共同表明，系统性地操纵界面结构和组成可以产生单层架构无法实现的多功能行为，为层次化表面组织与多光谱光学特性之间的关系提供了新的见解。总体而言，这些结果表明在军事伪装和紧急隐蔽应用中具有巨大潜力。
