超薄近紅外透過膜問世，助力夜視與信息加密技術(shù)升級

需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠18917106313

上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

摘要

本文聚焦陜西師范大學(xué)房喻院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型超薄近紅外（NIR）透過膜，系統(tǒng)闡述其基于去質(zhì)子化誘導(dǎo)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）效應(yīng)的**設(shè)計(jì)原理，解析該材料在可見光屏蔽與 NIR 高透性能間的突破性平衡。通過分析薄膜的光學(xué)特性、機(jī)械穩(wěn)定性及應(yīng)用場景，揭示其對夜視成像、信息加密等領(lǐng)域的技術(shù)革新意義，并結(jié)合產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)展望未來發(fā)展方向。

引言

近紅外透過材料在國防**、生物醫(yī)學(xué)、智能傳感等領(lǐng)域具有戰(zhàn)略價(jià)值。傳統(tǒng)無機(jī)材料（如硫系玻璃）雖具備 NIR 透過能力，但脆性大、加工困難；有機(jī)材料雖柔性優(yōu)異，但存在吸收波段窄、厚度與透過率矛盾等問題。陜西師范大學(xué)房喻院士團(tuán)隊(duì)通過分子設(shè)計(jì)與材料工程**，開發(fā)出兼具高 NIR 透過率、可見光屏蔽性及柔性特征的超薄薄膜，為解決上述技術(shù)瓶頸提供了新思路。

一、材料設(shè)計(jì)與核心技術(shù)

1.1 分子結(jié)構(gòu)**

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成了含苝單酰亞胺的四配位硼化合物 PMI-CBN。通過引入大 π 共軛基團(tuán)，結(jié)合去質(zhì)子化誘導(dǎo)的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制，使材料吸收光譜從可見光區(qū)（573 nm）紅移至 NIR 波段（709-943 nm）。當(dāng)與有機(jī)堿 DBU 反應(yīng)形成離子配合物后，其吸收峰進(jìn)一步拓展至 832 nm，同時(shí)伴隨熒光發(fā)射紅移（圖 1）。

1.2 薄膜制備工藝

采用溶液共混法將 PMI-CBN 與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）復(fù)合，通過優(yōu)化摻雜比例（0-9.5 wt%）實(shí)現(xiàn)性能調(diào)控。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng) PMI-CBN 含量為 9.5 wt% 時(shí)，薄膜在可見光區(qū)透射率低于 1%，NIR 透射率保持 90% 以上，截止波長僅輕微紅移。截面掃描電鏡顯示薄膜厚度均勻，約 16 μm，兼具自支撐性與柔韌性（圖 2）。

1.3 穩(wěn)定性提升策略

通過引入氫化非晶硅界面層與表面等離子體處理，薄膜在 90% 濕度、100℃高溫及強(qiáng)光輻照（1 kW/m2）下仍保持光學(xué)性能穩(wěn)定。水接觸角測試顯示其親水性適度（84.7°），有效抑制環(huán)境水汽對薄膜的侵蝕。

二、性能優(yōu)勢與應(yīng)用突破

2.1 夜視成像技術(shù)革新

該薄膜在 1050 nm 光源下實(shí)現(xiàn)高透過率，結(jié)合智能手機(jī)改裝的 NIR 相機(jī)，成功實(shí)現(xiàn)黑暗環(huán)境下的植物成像。與傳統(tǒng)夜視設(shè)備相比，其厚度僅為現(xiàn)有器件的 1/10，重量不足 1 克，且無需冷卻系統(tǒng)，為便攜式夜視裝備開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

2.2 信息加密領(lǐng)域拓展

利用薄膜對 NIR 光的選擇性透過特性，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了多層加密系統(tǒng)。通過在二維碼表面覆蓋 NIR 反射濾光片，可實(shí)現(xiàn)可見光下的信息隱藏與 NIR 光下的解密讀取。實(shí)驗(yàn)顯示，該技術(shù)可在 1 秒內(nèi)完成加密 / 解密操作，誤碼率低于 0.01%。

2.3 柔性電子器件應(yīng)用

薄膜的高柔韌性（彎曲半徑 < 2 mm）與化學(xué)穩(wěn)定性，使其適用于可穿戴設(shè)備。與澳大利亞國立大學(xué)合作開發(fā)的智能眼鏡原型，通過集成該薄膜與硅基超表面，實(shí)現(xiàn)了 1550 nm 紅外光到 550 nm 可見光的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換，響應(yīng)延遲小于 100 飛秒。

三、產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)與技術(shù)延伸

3.1 商業(yè)化進(jìn)程加速

陜師大已與深圳礪劍防衛(wèi)技術(shù)有限公司建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，推進(jìn)薄膜在安防監(jiān)控領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化。*新數(shù)據(jù)顯示，該材料在 850 nm 激光防護(hù)膜市場占有率已突破 12%，預(yù)計(jì) 2025 年產(chǎn)能將達(dá) 50 萬平方米。

3.2 跨領(lǐng)域技術(shù)融合

研究團(tuán)隊(duì)正探索將該薄膜與量子點(diǎn)材料結(jié)合，開發(fā)多光譜成像器件。初步實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合薄膜在 1000-2500 nm 波段的平均透過率提升至 85%，為醫(yī)療深層組織成像提供了新方案。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)化與**布局

該技術(shù)已申請國際 PCT **（WO2024189376A1），并主導(dǎo)制定《近紅外光學(xué)薄膜技術(shù)規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。截至 2024 年底，相關(guān)**已覆蓋中國、美國、歐盟等主要市場。

四、挑戰(zhàn)與未來展望

盡管該薄膜展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，但其在多色成像、極端環(huán)境適應(yīng)性等方面仍需改進(jìn)。未來研究方向包括：

1. 開發(fā)寬帶響應(yīng)材料體系，覆蓋 1000-2000 nm 全波段；

2. 探索納米壓印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模制備；

3.  人工智能算法，構(gòu)建自適應(yīng)光學(xué)調(diào)控系統(tǒng)。

結(jié)論

房喻院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超薄近紅外透過膜，通過分子設(shè)計(jì)與工藝**，突破了傳統(tǒng)材料在柔韌性、光學(xué)性能與穩(wěn)定性間的制約，為夜視技術(shù)與信息**領(lǐng)域提供了顛覆性解決方案。隨著技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)協(xié)同深化，該材料有望推動(dòng)可穿戴設(shè)備、智能安防等產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。

關(guān)于我們

上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

  卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
    我們的愿景：卷柔讓光學(xué)更具價(jià)值！
    我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術(shù)！
    我們的目標(biāo)：以高質(zhì)量的產(chǎn)品，優(yōu)惠的價(jià)格,貼心的服務(wù)，為客戶提供優(yōu)良的解決方案。
    上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力，通過鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶，努力為客戶創(chuàng)造新的利潤空間和競爭優(yōu)勢，為中國的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。