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比最黑還要黑10倍的材料誕生了！可吸收99.995%入射光
科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)13日?qǐng)?bào)道，中美科學(xué)家今天報(bào)告說，他們研制出了一種比之前最黑材料還要黑10倍的材料。新材料由碳納米管（CNT）陣列制成，可捕獲99.995%的入射光，是有史以來最黑的材料。
圖片說明：工程師們研制出一種由碳納米管制成的材料，比之前最黑的材料還黑10倍。新材料作為紐約證券交易所新展覽裝置的一部分展出。該藝術(shù)裝置名為“虛榮的救贖”，科學(xué)家在一顆價(jià)值200萬美元、重約16.78克拉的天然黃色鉆石上涂上了這種新材料。使用涂層后，通常令人眼花繚亂的寶石“變身為”一種扁平的黑色物體。圖片來源：物理學(xué)家組織網(wǎng)
研究作者之一、麻省理工學(xué)院（MIT）航空航天教授布萊恩·沃德爾說，這種新材料除了具有藝術(shù)表現(xiàn)力外，還可能具有實(shí)用價(jià)值，例如用于遮光罩中減少不必要的眩光；幫助太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)系外行星等。
最新研究合作者、上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授崔可航對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者介紹說，他和沃德爾最初并不打算設(shè)計(jì)一種超黑材料，他們正嘗試讓CNT在鋁等導(dǎo)電材料上生長，希望借此提高材料的電學(xué)和熱學(xué)性能。
但當(dāng)崔可航試圖讓CNT在鋁上生長時(shí)遇到了麻煩：當(dāng)鋁暴露于空氣中時(shí)，會(huì)被氧化，氧化物會(huì)覆蓋鋁，就像絕緣體一樣，導(dǎo)致鋁的導(dǎo)電和加熱性能無法獲得改善。于是，他開始尋找去除鋁氧化層的方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鹽（氯化鈉）可以解決。
當(dāng)時(shí)，沃德爾團(tuán)隊(duì)正嘗試讓CNT在鹽和其他產(chǎn)品（如小蘇打和洗滌劑等）上生長。在對(duì)鹽進(jìn)行測試時(shí)，崔可航注意到氯離子會(huì)侵蝕鋁的表面并溶解其氧化層。
崔可航發(fā)現(xiàn)，如果把鋁箔浸泡在鹽水中，可以去除氧化層。然后，他將鋁箔轉(zhuǎn)移到無氧環(huán)境中，防止其再氧化；最后，他將蝕刻的鋁放入反應(yīng)器中，并通過化學(xué)氣相沉積法來生長碳納米管。
結(jié)果表明，去除氧化層后，他們能在更低溫度下（否則需要100攝氏度左右）讓CNT在鋁上生長。他們還發(fā)現(xiàn)，CNT與鋁的結(jié)合顯著提高了材料的熱學(xué)和電學(xué)性能。
崔可航說：“但最令我們吃驚的是得到的新材料極黑，對(duì)于新材料光學(xué)反射率的測量表明，該材料從各個(gè)角度吸收的入射光都大于99.995%?！?/span>
研究人員目前還不能完全確定新材料為何會(huì)如此，但他們懷疑這可能與有點(diǎn)發(fā)黑的蝕刻鋁與CNT相結(jié)合有關(guān)。他們認(rèn)為，碳納米管可以捕獲并將大部分入射光轉(zhuǎn)化為熱，反射回去的光微乎其微，因此碳納米管具有特別的黑色。
他們計(jì)劃進(jìn)一步研究，以厘清新材料為何這么黑。
