由木材制成的新型超黑材料可吸收99.3%的光線

有黑色,然后是超級黑色。一種新的超黑木基材料已經(jīng)誕生,可以吸收超過99%的光線。更重要的是,這種材料幾乎是偶然發(fā)現(xiàn)的。

研究人員正在研究木材的防水技術(shù),使用高能等離子體氣體– 并注意到氣體的應(yīng)用使木細胞的末端完全變黑。

進一步的檢查揭示了這種新型超黑材料令人難以置信的光吸收特性。

該團隊由加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)(UBC)的博士生Kenny Cheng領(lǐng)導(dǎo),將他們的新材料命名為Nxylon。Nyx 是希臘的黑夜女神,xylon 是希臘語中木頭的意思。Nxylon 可以在以下所有方面找到用途太空望遠鏡到奢侈珠寶。

“Nxylon的成分將天然材料的優(yōu)點與獨特的結(jié)構(gòu)特征相結(jié)合,使其重量輕、堅硬且易于切割成復(fù)雜的形狀?!?a>說資深作者菲利普·埃文斯(Philip Evans),UBC的材料科學(xué)家。

該材料具有天鵝絨般的外觀,其發(fā)明者報告說。等離子處理實際上改變了木材表面的微小結(jié)構(gòu),引入了壓痕幫助捕捉光線并盡量減少任何反射。

事實上,當(dāng)將金合金應(yīng)用于該材料時,它仍然是黑色的。這表明木材的結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了變化——這不僅僅是一種額外的涂層,而是對材料基本原理的重新配置。

涂有金/釩合金的木材:a)未改性的對照;b) 等離子改性木材。等離子體改性的樣品在涂層后保持其黑色外觀,表明對光的結(jié)構(gòu)吸收。(Cheng 等人,先進的可持續(xù)系統(tǒng), 2024)

超黑材料在天文學(xué)等行業(yè)中很有價值,太陽能和光學(xué),它們通過減少不需要的光反射來幫助設(shè)備更準確或更有效地運行。例如,超黑材料可以減少眩光并提高望遠鏡的清晰度。

這些材料在藝術(shù)和設(shè)計中也很受歡迎,因為超級黑色通過與附近任何明亮的顏色形成鮮明的對比,創(chuàng)造出引人注目的視覺效果。這類似于某些鳥類孔雀蜘蛛在他們的配對顯示器中使用具有鮮艷色彩的超級黑色。

這一發(fā)現(xiàn)背后的團隊認為,Nxylon也可以用于可穿戴設(shè)備和時尚配飾。

“我們預(yù)計,我們的研究結(jié)果將導(dǎo)致人們對等離子蝕刻的興趣,作為創(chuàng)造超黑木材的一種方式,可能會導(dǎo)致該技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用,”研究人員在他們發(fā)表的論文中。

這種新材料有很多優(yōu)點。它使用木材(特別是椴木),這是一種可再生材料。它也不需要任何復(fù)雜的預(yù)處理,從而降低了成本并使材料的生產(chǎn)更加可行。

研究人員有信心,Nxylon 可以替代稀有、昂貴的黑色木材,如烏木和紫檀木,并取代黑色寶石縞瑪瑙.這一切還有一段路要走,但該團隊現(xiàn)在正在通過一家新的創(chuàng)業(yè)公司尋找商業(yè)合作伙伴關(guān)系。

使用這種材料制成的手表原型。(UBC Forestry/Ally Penders)

雖然我們已經(jīng)看到一些材料甚至比這更黑,并且能夠吸收更多的光,這種新產(chǎn)品在實際大規(guī)模生產(chǎn)它的可能性方面顯示出很大的希望——同樣的技術(shù)也可以用于其他木材。

“Nxylon 可以由在北美和歐洲廣泛發(fā)現(xiàn)的可持續(xù)和可再生材料制成,從而為木材帶來新的應(yīng)用?!?a>說埃文斯。

該研究已發(fā)表在先進的可持續(xù)系統(tǒng).

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