中科院寧波材料所研制出超黑吸光涂層
中科院寧波材料所研制出超黑吸光涂層
導(dǎo)語：中科院寧波材料所先進(jìn)涂層與增材制造技術(shù)團(tuán)隊經(jīng)過多年研究，成功開發(fā)出一種超黑涂層。經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測，200nm-25μm波段吸光率高達(dá)99%。該涂層可在多種基材表面沉積，同時可實現(xiàn)大面積批量制備，而且可適應(yīng)高溫、低溫、真空、液體等極端服役環(huán)境，具有極廣闊的應(yīng)用前景。
這據(jù)說是世界上*黑的材料。然而開發(fā)商Surrey NanoSystems簡直逆天，竟然找到了比Vantablack還要黑的材料。
這才是史上*黑材料！儀器都測不出的戰(zhàn)斗力
Vantablack黑到什么程度呢？它可以吸收96.5%的可見光。將其覆蓋在什么物體上的話，你就感覺它就像是被憑空剪掉一樣，只剩個黑色塊在那里。
Vantablack已經(jīng)很夸張了，但Surrey NanoSystems的新發(fā)明更可怕。正如動圖上所演示的，即使一束高能激光射在上面，你也看不到任何的反射。
如果這還不能讓你有非常直觀的印象，可以用Surrey NanoSystems在公告上的描述來說明：我們從來沒有制造過那么黑的材料，甚至連分光儀都測不出來！
此前的Ventablack被制造出來后，不少藝術(shù)家都摩拳擦掌想要用它創(chuàng)作一番。不過Surrey NanoSystems前段時間表示該材料僅有自己能使用，這讓他們憤怒不已
01
超黑涂層的應(yīng)用領(lǐng)域
超黑涂層已經(jīng)或潛在的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。例如，空間紅外天文望遠(yuǎn)鏡處在工作狀態(tài)時，其內(nèi)部元器件會因為發(fā)熱而產(chǎn)生微量紅外線，從而干擾儀器對于空間目標(biāo)波段的觀測，為此，有必要吸收儀器本身產(chǎn)生的光學(xué)干擾，以提高望遠(yuǎn)鏡對于目標(biāo)信號的靈敏度。當(dāng)然，對于雜質(zhì)光源的屏蔽不僅僅是天文望遠(yuǎn)鏡的需求，所有精密的光學(xué)儀器，都需要屏蔽無關(guān)的光學(xué)干擾，如拉曼、紫外、紅外光譜儀等。另外，光學(xué)或微波暗室需要做到真正的“暗”，才可以保證內(nèi)部儀器工作不受干擾。同時，**上也需要隱身技術(shù)，如為**設(shè)備或人員提供各種必要的偽裝等。除此之外，太陽能電池也需要增強(qiáng)對于特定光源的吸收，以提高能量轉(zhuǎn)換效率。
超黑涂層的應(yīng)用前景編輯
這一超黑材料的出現(xiàn)，標(biāo)志著在光學(xué)儀器上實用納米技術(shù)的重大突破。在實際用途中，它可改進(jìn)光學(xué)儀器的靈敏度，供天文攝影機(jī)、望遠(yuǎn)鏡以及紅外線掃描系統(tǒng)使用，它減少散光的能力，將提高天文望遠(yuǎn)鏡觀看*暗恒星時的“視力”，并能校準(zhǔn)可用于拍攝宇宙*古老物質(zhì)的相機(jī)，因為拍攝此類照片時，需把照相機(jī)對準(zhǔn)盡可能黑的物質(zhì)。同時，該材料也有潛力應(yīng)用于一些**用途。
該材料的導(dǎo)熱效率是銅的7.5倍，抗拉強(qiáng)度是鋼的10倍。造價昂貴，成本目前尚未透露。
相關(guān)成果發(fā)表在2014年的《光學(xué)快報》雜志上，并在2014年7月舉行的英國范堡羅國際航展中亮相
02
超黑涂層的原理
吸光材料的研究多關(guān)注于超黑物質(zhì)。當(dāng)光線與物體發(fā)生作用時，部分能量被物體吸收，部分未被吸收的能量被反射、散射或透射，反射與散射部分影響我們所觀察物體的顏色。當(dāng)所有可見光都被物體吸收時，則物體表現(xiàn)為黑色，所以物質(zhì)越黑則吸光范圍越廣。相關(guān)研究的難點不僅在于超黑物質(zhì)本身的研制，同時也在于超黑涂層的制備技術(shù)開發(fā)，因為只有把超黑物質(zhì)制備為涂層，才能實現(xiàn)其長效工作。而且應(yīng)用場景對基材的需求多種多樣，涂層服役工況條件各異，導(dǎo)致了超黑涂層研制困難重重。
03
超黑涂層的結(jié)構(gòu)
經(jīng)過多年研究，中科院寧波材料所先進(jìn)涂層與增材制造技術(shù)團(tuán)隊的科研人員成功研制出一種新型超黑物質(zhì)，并開發(fā)出一種新型超黑涂層。該涂層可以沉積在幾乎所有的材質(zhì)基體表面，包括柔性基體，尺寸大小和形狀不受限制，并且可以實現(xiàn)高效、大面積的可控制備，可應(yīng)用于超低溫、高溫、真空、液體等極端環(huán)境。經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)測試，其在200nm-25μm波段吸光率高達(dá)99%。同時，該超黑涂層所用材料超輕，不會增加儀器自身重量。
圖3超黑涂層吸光效果演示
這種“超級黑”涂層材料被命名為“Vantablack”（梵塔黑），由紐黑文公司利用碳納米管在鋁箔片上培育出來的，這種納米管比頭發(fā)細(xì)10000倍。
如果凝神靜氣盯著“梵塔黑”涂層，你會產(chǎn)生一種詭異的感覺——它黑到讓人完全無法理解親眼見到的這一切，形狀和輪廓都消失了，只剩下貌似無底深淵的虛空。如果用這種材料來制作一件小黑裙，衣服的主人很可能被看成怪物，因為穿衣者的腦袋和四肢看起來就像是漂浮在一個裙子形狀的黑洞四周。
當(dāng)鋁箔片被揉搓成有峰有谷的一座微型小山時，一切景致都莫名消失了。傳統(tǒng)的黑色實際上是一種光的顏色，沒有人真正見過一絲光都沒有的情形，除非面對的是一個黑洞。而這種新材料，幾乎是我們可以得到的*黑了，也是我們可以想象的*接近的黑洞。
04
超黑涂層的廣泛應(yīng)用
除了空間探測、精密儀器、超黑暗室、光伏組件之外，該涂層有望應(yīng)用于所有需要光學(xué)信號調(diào)控的領(lǐng)域，包括衛(wèi)星光學(xué)定位、數(shù)碼攝像機(jī)、建筑隔熱保溫、視覺藝術(shù)設(shè)計等領(lǐng)域。未來，更多潛在的應(yīng)用有望繼續(xù)被開發(fā)出來，將是一個空間廣闊的藍(lán)海。
圖4 第三方檢測機(jī)構(gòu)吸光度測試結(jié)果
超黑材料，也叫“看不見”材料，一種新出現(xiàn)的“*黑”材料，僅僅反射0.035%的光，達(dá)到了肉眼根本無法分辨的程度，黑得就像出現(xiàn)了一個黑洞，這種“超級黑”涂層材料被命名為“Vantablack”（梵塔黑）。
總結(jié)：
這種“超級黑”涂層材料被命名為“Vantablack”（梵塔黑），由紐黑文公司利用碳納米管在鋁箔片上培育出來的，這種納米管比頭發(fā)細(xì)10000倍。
如果凝神靜氣盯著“梵塔黑”涂層，你會產(chǎn)生一種詭異的感覺——它黑到讓人完全無法理解親眼見到的這一切，形狀和輪廓都消失了，只剩下貌似無底深淵的虛空。如果用這種材料來制作一件小黑裙，衣服的主人很可能被看成怪物，因為穿衣者的腦袋和四肢看起來就像是漂浮在一個裙子形狀的黑洞四周。
當(dāng)鋁箔片被揉搓成有峰有谷的一座微型小山時，一切景致都莫名消失了。傳統(tǒng)的黑色實際上是一種光的顏色，沒有人真正見過一絲光都沒有的情形，除非面對的是一個黑洞。而這種新材料，幾乎是我們可以得到的*黑了，也是我們可以想象的*接近的黑洞。
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