由木材制成的新型超黑材料可吸收99.3%的光线

有黑色,然后是超级黑色。一种新的超黑木基材料已经诞生,可以吸收超过99%的光线。更重要的是,这种材料几乎是偶然发现的。

研究人员正在研究木材的防水技术,使用高能等离子体气体– 并注意到气体的应用使木细胞的末端完全变黑。

进一步的检查揭示了这种新型超黑材料令人难以置信的光吸收特性。

该团队由加拿大英属哥伦比亚大学(UBC)的博士生Kenny Cheng领导,将他们的新材料命名为Nxylon。Nyx 是希腊的黑夜女神,xylon 是希腊语中木头的意思。Nxylon 可以在以下所有方面找到用途太空望远镜到奢侈珠宝。

“Nxylon的成分将天然材料的优点与独特的结构特征相结合,使其重量轻、坚硬且易于切割成复杂的形状。”资深作者菲利普·埃文斯(Philip Evans),UBC的材料科学家。

该材料具有天鹅绒般的外观,其发明者报告说。等离子处理实际上改变了木材表面的微小结构,引入了压痕帮助捕捉光线并尽量减少任何反射。

事实上,当将金合金应用于该材料时,它仍然是黑色的。这表明木材的结构已经发生了变化——这不仅仅是一种额外的涂层,而是对材料基本原理的重新配置。

涂有金/钒合金的木材:a)未改性的对照;b) 等离子改性木材。等离子体改性的样品在涂层后保持其黑色外观,表明对光的结构吸收。(Cheng 等人,先进的可持续系统, 2024)

超黑材料在天文学等行业中很有价值,太阳能和光学,它们通过减少不需要的光反射来帮助设备更准确或更有效地运行。例如,超黑材料可以减少眩光并提高望远镜的清晰度。

这些材料在艺术和设计中也很受欢迎,因为超级黑色通过与附近任何明亮的颜色形成鲜明的对比,创造出引人注目的视觉效果。这类似于某些鸟类孔雀蜘蛛在他们的配对显示器中使用具有鲜艳色彩的超级黑色。

这一发现背后的团队认为,Nxylon也可以用于可穿戴设备和时尚配饰。

“我们预计,我们的研究结果将导致人们对等离子蚀刻的兴趣,作为创造超黑木材的一种方式,可能会导致该技术的商业应用,”研究人员在他们发表的论文中。

这种新材料有很多优点。它使用木材(特别是椴木),这是一种可再生材料。它也不需要任何复杂的预处理,从而降低了成本并使材料的生产更加可行。

研究人员有信心,Nxylon 可以替代稀有、昂贵的黑色木材,如乌木和紫檀木,并取代黑色宝石缟玛瑙.这一切还有一段路要走,但该团队现在正在通过一家新的创业公司寻找商业合作伙伴关系。

使用这种材料制成的手表原型。(UBC Forestry/Ally Penders)

虽然我们已经看到一些材料甚至比这更黑,并且能够吸收更多的光,这种新产品在实际大规模生产它的可能性方面显示出很大的希望——同样的技术也可以用于其他木材。

“Nxylon 可以由在北美和欧洲广泛发现的可持续和可再生材料制成,从而为木材带来新的应用。”埃文斯。

该研究已发表在先进的可持续系统.

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