这是一种比黑还要黑的材料,可以称之为“绝对黑”(2)
2024-01-13 来源:飞速影视
John Hagopian, NASA/Goddard Space Flight Center (IMAGE)
哈勃太空望远镜的情况尤为典型。研究人员在光学部件周围涂上名为Z306的黑色涂料,它能有效吸收光线,但结果还是不尽如人意。“于是,我们想到一定要发明一种更黑的材料,更好地抑制光干扰,只有这样,我们才能看清耀眼恒星周围的行星,还有地球上明亮冰面旁那些昏暗的洋面。”
在物质深层下功夫
就此开始了漫漫探索路。专家很快意识到,仅仅在材料的化学组成上做文章是无法得到绝对黑的——传统的黑色涂料最多只能吸收90%的光线。必须找到一种纳米结构,充分利用它的几何和机械特性来捕获更多的光子。研究方向很快确定:碳纳米管。
第一个方向:在基材上面植入碳纳米管,制成几乎中空的片状材料。光线照射在材料表面上,在碳纳米管之间来回碰撞,就再也出不来了。所以,这种材料能吸收很大部分的光线。
首先想到这种材料的是约翰·哈戈皮恩及其团队。碳纳米管粗细只有头发丝的10万万分之一,当时因导电性能而名声大噪,几何和光学特性反被忽略。简直是大错特错!“我们意识到,这种材料用来吸收光线是最好不过了。”约翰·哈戈皮恩解释说。
研究人员将碳纳米管平行排列,组成99%中空的片状材料。光子落在材料上,迷失在碳纳米管之间,找不到出路,因为几乎没有可供反射的物质。如此便可捕获大量光线。
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