原本想设计电热性能更高的奈米碳管,科学家意外製造出史上最黑材料
时间:2020-06-22 出处:Z普生活
打破纪录的黑!麻省理工学院科学家发现了史上最黑的新材料,光线吸收率高达 99.995%,他们还将这种材料涂在一颗价值 200 万美元的钻石上参展,象徵对金钱的贪婪深不见底。未来,新材料则有很大潜力应用在太空望远镜上,有机会帮助望远镜更容易发现系外行星。2014 年首次亮相的奈米碳管黑体(Vantab
原本想设计电热性能更高的奈米碳管,科学家意外製造出史上最黑材料

打破纪录的黑!麻省理工学院科学家发现了史上最黑的新材料,光线吸收率高达 99.995%,他们还将这种材料涂在一颗价值 200 万美元的钻石上参展,象徵对金钱的贪婪深不见底。未来,新材料则有很大潜力应用在太空望远镜上,有机会帮助望远镜更容易发现系外行星。

2014 年首次亮相的奈米碳管黑体(Vantablack)是过去已知最黑的物质,能够吸收高达 99.965% 的可见光波段电磁辐射,也就是说,光线射入奈米碳管黑体后几乎不会反射出去,而是被侷限在管壁之中不断偏折,直到最后转换成热能。

然而记录永远是被拿来超越的存在。现在,麻省理工大学团队设计出比奈米碳管黑体还要更黑的新材料,能吸收高达 99.995% 入射光;更神奇的是,研究人员原意完全不是製造这种新材料,而只是试验如何在导电材料铝箔片上生长奈米碳管(Carbon Nanotube,CNT),以提高其电热性能,没想到意外做出史上最黑的材料。

当麻省理工学院航空太空学教授 Brian Wardle 试图在铝箔片上生长奈米碳管时,他遇到了一个阻碍:当铝暴露在空气中时会形成一层氧化物变成绝缘体,降低导电和热性能。为了去除氧化层,Brian Wardle 找到一种氯化钠溶液,将铝箔浸泡在盐水中,利用氯离子来蚕食、溶解铝表面的氧化层。

原本想设计电热性能更高的奈米碳管,科学家意外製造出史上最黑材料

镀上奈米碳管黑体的铝箔

最后,研究人员成功在铝箔上生长出奈米碳管,同时材料的热性能和电性能显着提升,符合研究预期。然而令团队惊讶的是材料颜色──在生长奈米碳管之前已经很黑了,没想到生长奈米碳管之后看起来更黑。

研究人员想,也许他们应该测量看看样品的光学反射率。不测则已,一测惊为天人,研究人员测量了各种角度的光学反射率,发现该材料至少吸收了 99.995% 的入射光,反射的光线量比备受讚誉的奈米碳管黑体还要少 10 倍。

科学家并不确定新材料如此之黑的背后机制,初步怀疑可能是铝蚀刻后以某种方式与奈米碳管结合,使后者排列起来就像一个模糊的小森林,还需要后续更多研究确认相关机制。

这种超黑材料能应用在太空领域中,比如开发减少眩光的遮光罩,以帮助太空望远镜更容易发现系外行星。新论文发表在《ACS-Applied Materials and Interfaces》期刊。

如果你想亲眼目睹这种超黑材料究竟有多黑,纽约当地正在展出一个名为「The Redemption of Vanity」的艺术展,麻省理工学院的科学家们在一颗价值 200 万美元的钻石外,抹上这种超黑材料涂层(下图右),很好地譬喻了资本主义与贪婪有如深不可测的无底洞。

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