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可見光反射率不到1% 超黑材料又有新成果
2024年08月02日 11:38:50
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5817
中學(xué)課本中曾經(jīng)提過，顏色是光反射的結(jié)果，這種反射是物理性質(zhì)決定的，而這也是目前許多技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，例如光譜。當(dāng)然，從更加學(xué)術(shù)的角度來說，這種說法并不完全準(zhǔn)確，但是某種程度上來說，我們確實(shí)可以物體的顏色理解成物體反射能力的體現(xiàn)。其中白色能反射大部分波長的光，因此呈現(xiàn)出混和而成的白色光；黑色會(huì)吸收絕大部分波長的光，因此呈現(xiàn)的是“失去顏色”的黑色。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】中學(xué)課本中曾經(jīng)提過，顏色是光反射的結(jié)果，這種反射是物理性質(zhì)決定的，而這也是目前許多技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，例如光譜。當(dāng)然，從更加學(xué)術(shù)的角度來說，這種說法并不完全準(zhǔn)確，但是某種程度上來說，我們確實(shí)可以物體的顏色理解成物體反射能力的體現(xiàn)。其中白色能反射大部分波長的光，因此呈現(xiàn)出混和而成的白色光；黑色會(huì)吸收絕大部分波長的光，因此呈現(xiàn)的是“失去顏色”的黑色。
在這個(gè)前提下，又存在一些延伸出來的概念，例如理想的黑色。前面提過，黑色的本質(zhì)是材料吸收了大部分的照射光線，而理想的黑色材料則是能夠吸收全部可見光線的材料，因此這類材料也被稱之為“看不見”的材料。當(dāng)然，就目前的技術(shù)而言，這種理想的黑色材料是無法實(shí)現(xiàn)的，因此大部分時(shí)候，研究的方向是制造出盡可能“黑”的黑色材料。
這也引出了一個(gè)特殊的類別——超黑材料。
而就在近日，加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)研究人員開發(fā)出一種新型超黑木材，這種木材可以吸收超過99%的光，展現(xiàn)出了非常大的應(yīng)用價(jià)值。
所謂超黑材料，指的是能夠吸收超過99%的入射光線的材料。一般來說，黑色油漆對(duì)光線的吸收能力大概在97.5%，因此許多時(shí)候，想要將材料加工為超黑材料，需要在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行挑戰(zhàn)。目前已知的大部分超黑材料，表面基本都采用了納米級(jí)結(jié)構(gòu)，以此捕獲并吸收光線，防止其反射出去。
而這次哥倫比亞大學(xué)發(fā)現(xiàn)的超黑木材，卻誕生只一次“意外”。據(jù)悉，研究人員為提高木材防水性，對(duì)木材進(jìn)行了一項(xiàng)高能等離子體試驗(yàn)。我在實(shí)驗(yàn)過程中意外的發(fā)現(xiàn)木材切面變得異常黑，并且在美國得克薩斯農(nóng)工大學(xué)物理和天文學(xué)系的幫助下，對(duì)這種異常黑的木材進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)材料反射的可見光不到1%。
這一發(fā)現(xiàn)顯然是令大眾感到興奮的，于是相關(guān)研究人員選擇將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)超黑材料上，并將其命名為Nxylon。而在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)中，這種材料還表現(xiàn)出了其他的特殊的特點(diǎn)，例如在上面涂上鍍金層，材料仍然保持黑色并且具備足夠的導(dǎo)電性。這一特質(zhì)使的其在珠寶、鐘表等工藝品生產(chǎn)中，展示出了非常大的潛能。
但與此同時(shí)，作為超黑材料，其在科學(xué)研究領(lǐng)域的未來顯然更加值得關(guān)注。例如將其加工成天文望遠(yuǎn)鏡的涂層材料，能夠減少雜散光的干擾，提高觀測(cè)精度；亦或是用于太陽能電池的生產(chǎn)中，提升電池的光電效能，增加發(fā)電量。相信隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及成本的有效控制，這種材料能夠在天文觀測(cè)、太陽能電池、藝術(shù)品制作等領(lǐng)域充分發(fā)揮價(jià)值，為我們帶來更多驚喜。
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