稀疏角度下图像重建算法的研究是发射光谱层析技术在场分布测量方面应用的关键问题。代数重建算法、同时迭代重建算法以及联合代数重建算法是其中应用较为广泛的迭代类图像重建算法。以蜡烛火焰为重建对象, 利用均方差、峰值信噪比、结构相似性和图像平均梯度等图像质量评价指标来分析评价不同算法的图像重建效果, 并发展了一种多指标优化算法融合的技术, 充分利用三种算法的恢复重建优势, 实现了火焰三维温度场的分区重建, 重建温度误差在5%以内。实验结果证明, 所发展的算法融合技术适用于火焰三维温度场的高质量重建。

能源枯竭问题已经成为人类社会可持续发展的阻碍。据统计, 建筑能耗约占我国能源消费总量的20%, 因此通过调控太阳光辐射和物体红外热辐射来进行智能光热管理, 达到自适应环境温度和降低能耗的目的, 具有重大的意义。本文综述了近年来仿生光热管理智能高分子材料的重要研究进展, 包括具有温度自适应特性的太阳光辐射动态调控和红外热辐射动态调控的智能高分子材料。首先介绍了具有温度自适应特性的液晶和水凝胶材料在太阳光辐射动态调控方面的应用, 然后介绍了在中长红外波段具有可调发射率的红外热辐射动态调控高分子材料。最后, 讨论了仿生光热管理智能高分子材料在未来发展和潜在应用方面的机遇和挑战。

为了提高信息安全, 防止信息泄露, 进一步拓宽柔性器件在信息安全领域的应用, 本文报道了一种基于双层膜光驱动软体致动器的新型信息示假隐真技术。首先, 将所制得的不同长径比的金纳米棒通过图案遮罩和涂覆的方法, 均匀地分散到聚丙烯/聚酰亚胺复合薄膜体系中, 制得双层膜光热驱动软体致动器, 接着将软体致动器进行选择性剪切。当无外界光刺激时, 我们把该双层膜所呈现的信息定义为第一种假信息; 当外界相应波长的激发光刺激该软体致动器时, 该器件由于发生形变可以展示出另外一种信息,我们定义为第二种假信息; 由于不同的金纳米棒在相应波长光激发下才具有最高的光热转化效率, 因此通过红外相机所观察到的不同区域的温度呈现出一种新的图案, 我们定义为真信息, 起到信息示假隐真作用。实验结果表明: 未接受光照时, 软体致动器处于平整状态; 在相应波长激光刺激下, 被切割部分的软体致动器弯曲角可达到50°以上, 裸眼可以清晰地观测所显示信息;而通过红外相机观测到光热区域与非光热区域温度相差至少在10 ℃以上, 可以明显看到所显示的真信息。将软体致动器与信息示假隐真结合在一起, 具有新颖性, 而且效果明显, 为信息安全问题提供了一个新的解决方案。

随着人工智能的快速发展, 开发响应速度快、效率高、制备简单且易加工的智能材料具有重要的意义。近年来, 近红外光(Near-Infrared,NIR)响应液晶纳米智能材料受到研究人员的广泛关注。将具有近红外吸收特性的功能纳米材料与液晶智能材料复合, 制备近红外响应液晶纳米智能材料, 在可穿戴电子设备、仿生器件、软体机器人、生物医学器件等诸多方面都具有潜在应用。本文综述近年来在近红外响应液晶纳米光子晶体与液晶纳米致动器方面的重要研究进展。液晶纳米光子晶体是将功能纳米材料与手性液晶(如胆甾相和蓝相液晶)复合, 在红外光刺激下其结构色能够发生可逆变化; 液晶纳米致动器是将功能纳米材料与交联液晶聚合物复合, 在红外光刺激下智能液晶薄膜能够发生形状变化或宏观运动。最后讨论了近红外光响应液晶纳米智能材料在未来发展和潜在应用中存在的机遇和挑战。