用丝瓜络(loofah)做飞机隐身涂层材料?🤔🤔

这篇报道China’s new stealth jet coating made from loofah reduces radar signal intensity by 700x透露了一项中国在隐身材料上的新成果:用“丝瓜络”做基底的隐身涂层,可以让雷达回波强度下降约 700 倍,重点是对太空卫星雷达的隐身效果。

丝瓜络到飞机隐身涂层

想起小时候家里洗碗用的丝瓜络,这个反差有点儿大。这个报道是认真的么?🤔

搜索了一下,这篇报道参考的主要是这篇论文《基于丝瓜衍生NiCo2O4/C复合材料的高性能微波吸收(Based on loofah-derived NiCo2O4/C composites for high-performance microwave absorption)》,报道内容往军事方向作了略显夸大的延申。

丝瓜络
图片来源:https://item.jd.com/100206543555.html

1. 这项技术大致是什么?

  • 报道说,一支来自解放军科研团队和中国航天科工集团(CASIC)的科研团队(论文作者单位之一:贵州航天计量测试技术研究所),开发出了一种超薄微波吸收隐身涂层,目标是对抗太空基雷达卫星
  • 他们使用一种非常“接地气”的原材料:晒干的丝瓜络(loofah)
    • 先把丝瓜络在高温下碳化,变成一种轻质、导电的碳骨架。
    • 再往其中引入氧化镍钴(NiCo₂O₄)磁性纳米颗粒,形成一种NiCo₂O₄/C 复合材料(文中称为 NCO 或 NCO-2)。

这层涂层的设定使用场景,就是喷涂在战斗机等平台外表面,特别是顶部表面,用来削弱自上而下照射的雷达波。

2. 具体性能:4 mm 厚、吸收 99.99% 电磁波、雷达回波减弱 700 倍

文章给出的几个核心指标:

  • 工作频段:Ku 波段(12–18 GHz),这是很多合成孔径雷达(SAR)和卫星雷达常用的关键频段。
  • 厚度:仅约 4 mm(0.14 英寸) 的涂层。
  • 吸收能力:在 Ku 波段能吸收超过 99.99% 的入射电磁波
  • 雷达信号减弱效果:反射雷达信号强度可降低近 700 倍,并且即使雷达波是从正上方垂直照射,性能仍能保持。

文章举了一个“雷达散射截面(RCS)”的例子来直观解释:

如果一架隐身飞机在垂直方向上的等效 RCS 为 50 平方米,那么经过这种涂层处理后,等效 RCS 可以缩小至不足 1 平方米

这意味着,从卫星雷达视角看,原本像一架“大飞机”,会被“伪装”成类似一架小飞机甚至更小目标的反射强度,更难被可靠识别和跟踪。

3. 丝瓜络为什么有用?——“三维多孔迷宫”结构 + 导电 + 磁损耗

文章核心解释了为什么丝瓜络是一个好基底

  1. 天然三维网络结构
    • 丝瓜络本身是一个由大量相互连通的纤维构成的三维网状结构。
    • 碳化后,这个网络变成类似“微观丛林”一样的轻质导电骨架。
  2. 电磁波“在迷宫里无限乱撞”
    • 当雷达波照射到这种多孔结构时,电磁波不是一次反射走人,而是在孔洞和通道中不断反射、散射、折返
    • 在这个过程中,电磁波会在材料内部多次“绕圈子”,停留时间延长,从而给材料更多机会通过各种机制把电磁能量转成热能,最终实现吸收。
  3. 导电损耗:把微波变成热
    • 碳化后的丝瓜络形成了一个导电网络,电子可以在其中自由移动。
    • 电磁波激发这些自由电子运动,电子运动过程中的电阻损耗会把微波能量转化为热量,这就是所谓的导电损耗(conductive loss)
  4. 磁性粒子 NiCo₂O₄:增强磁损耗 & 调节介电特性
    • 加入 NiCo₂O₄ 磁性纳米粒子后,材料的磁损耗能力增强,可以利用磁共振等机制消耗更多的电磁能量。
    • 同时,这些粒子还能调节材料的介电常数等参数,改善所谓的阻抗匹配——让材料对电磁波而言更像“空气的一部分”,让波更容易进入内部,而不是在表面就被反射走。
  5. 多种损耗机理协同
    研究团队在论文中强调,这种材料的优异吸波性能是很多机制协同作用的结果:
    • 导电损耗
    • 磁损耗
    • 界面极化(不同相界面上的电荷积累导致的能量损耗)
    • 以及三维网状结构带来的多重内反射等

用文章的话说,就是这些因素叠加,实现了良好的电磁波吸收性能和阻抗匹配

4. 工艺与验证:水热 + 碳化 + COMSOL 仿真

报道还简要提到了一些工艺与验证信息:

  • 这项工作发表在期刊 《强激光与粒子束》(High Power Laser and Particle Beams) 上。
  • 制备路线:
    • 以丝瓜络为生物质碳源
    • 采用水热法 + 碳化工艺,引入 NiCo₂O₄ 磁性颗粒,得到 NiCo₂O₄/C 电磁波吸收材料。
  • 性能验证:
    • 通过实验测量和 COMSOL 仿真软件 对波吸收性能进行验证与优化。

研究团队还强调,这种材料的一个卖点是:“绿色可持续的高性能生物质碳基复合材料”,即把廉价、可再生的丝瓜络变成高附加值军用隐身材料

5. 对军事与技术的含义(站在报道立场上的简要解读)

结合文章的表述,可以总结出它想传递的几个“含义”:

  1. 针对太空基雷达的隐身升级
    • 文中点名,这种涂层可以有效削弱来自太空雷达卫星的照射
    • 目前各大国都在发展对空中目标(尤其是隐身战机)的空间监视能力,这种涂层如果真正工程化,将直接提升中国战机在太空侦察体系下的生存能力
  2. 在传统隐身基础上的“附加手段”
    • 文章用 RCS 例子说明:垂直方向 50 m² → <1 m²。
    • 对于已经具备隐身外形设计和传统吸波材料的战机,再叠加这样的“顶视方向专用涂层”,可以进一步削弱卫星雷达的探测概率,相当于在多频段、多角度隐身上再补一刀。
  3. 把“丝瓜络”变成高端军用材料的象征意义
    • 报道特意提到,丝瓜络在几千年前被古埃及人用来当“搓澡神器”,如今变成了高科技隐身材料,这种强烈反差本身也是一个传播点。
    • 同时强调“绿色、可持续、生物质来源”,在军工科技宣传里,也有“环保 + 高性能”的双重话术。
  4. 技术成熟度仍未知,但方向值得关注
    • 文章引用的主要是论文与报道中的性能数据,更多是实验室样件和仿真结果,并未说明已经在某型战机上大规模应用。
    • 但从选用 Ku 波段、强调垂直 RCS、指向太空基雷达这些点来看,这显然是围绕未来对抗太空监视体系的一步棋。

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