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迄今最黑材料可吸收99.995%的入射光,有助发现系外行星 |
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据物理学家组织网13日报道,中美app家今天手机版说,他们研制出了一种比之前最黑材料还要黑10倍的材料。新材料由碳纳米管(CNT)阵列制成,可捕获99.995%的入射光,是有史以来最黑的材料。
图片说明:工程师们研制出一种由碳纳米管制成的材料,比之前最黑的材料还黑10倍。新材料作为纽约证券交易所新展览装置的一部分展出。该艺术装置名为“虚荣的救赎”,app家在一颗价值200万美元、重约16.78克拉的天然黄色钻石上涂上了这种新材料。使用涂层后,通常令人眼花缭乱的宝石“变身为”一种扁平的黑色物体。图片来源:物理学家组织网
研究作者之一、麻省理工学院(MIT)航空航天教授布莱恩·沃德尔说,这种新材料除了具有艺术表现力外,还可能具有实用价值,例如用于遮光罩中减少不必要的眩光;帮助太空望远镜发现系外行星等。
最新研究合作者、上海交通大学材料app与工程学院副教授崔可航对科技日报记者介绍说,他和沃德尔最初并不打算设计一种超黑材料,他们正尝试让CNT在铝等导电材料上生长,希望借此提高材料的电学和热学性能。
但当崔可航试图让CNT在铝上生长时遇到了麻烦:当铝暴露于空气中时,会被氧化,氧化物会覆盖铝,就像绝缘体一样,导致铝的导电和加热性能无法获得改善。于是,他开始寻找去除铝氧化层的方法,结果发现盐(氯化钠)可以解决。
当时,沃德尔团队正尝试让CNT在盐和其他产品(如小苏打和洗涤剂等)上生长。在对盐进行测试时,崔可航注意到氯离子会侵蚀铝的表面并溶解其氧化层。
崔可航发现,如果把铝箔浸泡在盐水中,可以去除氧化层。然后,他将铝箔转移到无氧环境中,防止其再氧化;最后,他将蚀刻的铝放入反应器中,并通过明升手机气相沉积法来生长碳纳米管。
结果表明,去除氧化层后,他们能在更低温度下(否则需要100摄氏度左右)让CNT在铝上生长。他们还发现,CNT与铝的结合显著提高了材料的热学和电学性能。
崔可航说:“但最令我们吃惊的是得到的新材料极黑,对于新材料光学反射率的测量表明,该材料从各个角度吸收的入射光都大于99.995%。”
研究人员目前还不能完全确定新材料为何会如此,但他们怀疑这可能与有点发黑的蚀刻铝与CNT相结合有关。他们认为,碳纳米管可以捕获并将大部分入射光转化为热,反射回去的光微乎其微,因此碳纳米管具有特别的黑色。
他们计划进一步研究,以厘清新材料为何这么黑。
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