日期：2025-07-08 14:08:40
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据7月4日《科技日报》报道，热辐射超材料是一种能够帮助物体自动降温的特殊人造材料，在多个领域具有重要应用价值，但这种超材料的微结构设计及材料组分设计组合起来有上百万种可能。上海交大周涵教授说“我们引入AI模型，仅用3个月就筛选出5万多组数据。而用常规方法需要的时间是个天文数字。”7月2日，由周涵团队构建的热辐射超材料逆向设计AI模型在国际期刊《自然》发表。该模型能够大批量生成相关候选设计方案。
该成果登顶《自然》，审稿人评价为“机器学习驱动超材料设计的重大进展”，彰显中国在“AI+材料”交叉领域的全球领导力，更让中国超材料技术后来居上、如虎添翼！
AI设计师颠覆热辐射超材料设计范式
传统热辐射超材料设计需遍历上百万种微结构与组分组合，依赖反复经验试错，单方案优化耗时数月甚至数年，材料研发周期长达10–20年，上海交大科研团队AI模型可将“设计—验证”周期缩短至数月。
该团队从生物体的三维拓扑构型中获取灵感，提炼出多种三维结构单元和空间排列方式，并通过首创“三平面建模法”实现了对三维结构单元的精准描述，建立了涵盖57110组数据的“材料—超构模型—光谱性能”数据库。基于此，团队构建了热辐射超材料逆向设计AI模型。
▲周涵介绍这项研究的具体情况。
该模型根据所需光谱特性，能快速、精准、大批量生成相应超材料的多种设计方案。“输入相关数据，1秒钟就能生成2000个设计方案。”团队成员博士生肖诚禹说。
为验证该模型实际效能，团队用AI模型设计并用人力实验验证了4种针对特定应用的热辐射超材料，可采取柔性薄膜、涂料、贴片等形式，用于航空航天热控：建筑节能、电子器件、人体热管理等多种领域。实验结果，这些超材料均展现出优异的自降温效果。在晴朗的正午时分，宽波段超材料下表面温度相比环境温度降低了5.9℃；在多云条件下，单波段选择性超材料下表面温度相比环境温度降低了4.6℃。
该团队利用AI设计的多波段超表面，可在8–14μm波段实现0.2–0.95发射率连续可调，使目标红外特征融入林地背景（相似度＞90%），红外隐身效果非常好。
突破热辐射超材料“AI设计师”战略意义重大
中国突破热辐射超材料“AI设计师”，是军民两用技术，意义重大。
技术层面：重构材料研发新范式，实现效率与性能的双重突破，“专利壁垒+成本优势”可构筑十年期技术代差。
产业层面：推动零能耗降温技术产业化，服务能源革命。全球辐射冷却市场2030年将超300亿美元，中国凭借此项技术有望占据30%以上份额。
国家层面：突破高端材料封锁，强化科技自立自强。
全球层面：抢占“AI科学”创新制高点，重塑竞争格局。
最终目标：将中国从“材料应用国”转变为“材料设计强国”，为制造强国建设提供核心支撑。特别是AI设计高度依赖大数据积累，随着AI技术的不断发展和交叉学科的融合，热辐射超材料的AI设计方法有望进一步推广到其他类型的超材料设计中。
中国隐身技术正在后来居上、全面赶超
全频谱隐身是指在多个电磁波频段内实现隐身效果，包括雷达、红外、可见光、紫外等波段。
当前隐身技术是传统材料、结构设计、等离子体技术、智能算法与超材料的综合应用，而超材料是核心隐身技术。
中国超材料技术后来居上、优势显著。仅光启科技公司一家超材料专利超过6000项，全球超材料专利总量的80%以上，涵盖雷达、红外、光、声、激光等多个隐身领域。此外，还有西北工业大学的光谱隐身蒙皮、中北大学的雷达隐身防弹一体化材料、国防科大轻质柔性吸波体等专利技术。总之，美国虽然在超材料基础研究层面仍具竞争力，但中国在超材料工程化应用与产业化上领先至少5年。
中国热辐射超材料的红外隐身价值不仅在于抑制信号，更在于主动制造光学幻觉，推动隐身技术从“被动遮蔽”向智能主动欺骗跃迁。
总之，美国在隐身技术上起步很早，已经形成较为成熟的技术体系，在隐身技术积累和多任务平台上仍具优势，尤其是在隐身材料、红外搜索跟踪系统和隐身导弹技术方面。
中国虽然在整体技术成熟度上仍有一定差距，但通过超材料、等离子体技术和高效制造工艺实现“弯道超车”，尤其在隐身战机规模、反隐身雷达和高超音速武器领域已形成局部反超。
未来竞争将聚焦六代机技术突破与全域隐身化（陆海空装备协同）配资查询之家官网，而成本控制能力或将成为决定胜负的关键，中国AI设计超材料将极具成本优势。
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