工程师用碳纳米管开发出“最黑的黑色”材料

据估计，16.78克拉天然黄钻石，涂有200万美元（左），涂有一种新的碳纳米管基材料，即记录最黑最近的材料（覆盖的钻石，右图所示）。钻石是拯救虚荣的主题，这是由艺术家Diemut Strebe创作的艺术品，与麻省理工学院工程师Brian Watchle和他的实验室合作，在纽约证券交易所的观点。

对于“脊髓龙头”道歉，似乎黑色可以，确实可以变黑。

麻省理工学院工程师今天报道，他们已经煮熟了一个比以前报道的任何东西更黑的材料。该材料由垂直对准的碳纳米管，或碳的CNTs - 微观细丝制成，如微小树木的模糊森林，该团队在镀氯铝箔表面上增长。箔片捕获超过99.96％的任何进入光线，使其成为记录最黑的材料。

研究人员今天在ACS应用材料和界面中发表了他们的研究结果。他们还在纽约证券交易所的新展览中展示了斗篷状材料，标题为“救赎救赎”。

这件艺术品是，麻省理工学院的航空航天教授，以及他的集团和艺术家 - 内居区Diemut STREBE的Brian Watchle之间的合作，包括16.78克拉天然黄钻，估计为200万美元，该团队涂有新的超黑色CNT材料。效果是逮捕：GEM，通常是出色的刻面，看起来是一个平坦的黑色空隙。

Watchle说，除了制作艺术陈述之外，CNT材料也可能是实际用途，例如在减少不需要的眩光的透光器中，帮助空间伸缩轨道轨道轨道轨道外部。

“有黑色材料有光学和空间科学应用，当然，艺术家对黑色感兴趣，在文艺复兴之前恢复得好，”沃德尔说。“我们的材料比曾经报道的任何东西勒出了10倍，但我认为最黑的黑色是不断移动的目标。有人会发现一个较为黑色的材料，最终我们将理解所有潜在的机制，并将能够妥善工程终极黑色。“

Waterle的合作论文是前MIT Postdoc Kehang Cui，现在是上海交通大学教授。

进入虚空

Waterle和Cui不打算工程师造成超黑色材料。相反，它们正在尝试使用碳纳米管在诸如铝的导电材料上生长碳纳米管，以提高其电气和热性能。

但在试图在铝上生长CNT，崔在屏障上​​奔跑，字面意思：当它暴露于空气时，涂层铝的涂层氧化物层。该氧化物层用作绝缘体，阻挡而不是电力和热量。当他施放的方法时，崔在盐或氯化钠中发现了溶液。

当时，沃德尔的小组正在使用盐和其他储层产品，例如小苏打和洗涤剂，生长碳纳米管。在与盐的测试中，Cui注意到氯化物离子在铝的表面上消失并溶解其氧化物层。

“这种蚀刻过程对于许多金属是常见的，”崔说。“例如，船舶遭受氯的海水腐蚀。现在我们正在使用这个过程来我们的优势。“

崔发现，如果他在盐水中浸泡铝箔，他可以去除氧化物层。然后他将箔转移到无氧环境中以防止再氧化，最后放置在烘箱中的蚀刻铝，其中该组通过称为化学气相沉积的方法进行碳纳米管的技术。

通过除去氧化物层，研究人员能够在铝上生长碳纳米管，比否则的温度远低于约100摄氏度。他们还看到CNT上CNT的组合显着增强了材料的热电性和电气性能 - 这一目标是他们预期的。

他们惊讶的是材料的颜色。

“我记得注意到它在碳纳米管上的碳纳米管之前是多么黑，然后在成长后，它看起来更暗，”崔召回。“所以我以为我应该测量样品的光学反射率。

“我们的小组通常不会专注于材料的光学性质，但这项工作与我们的艺术科学合作与Diemut同时进行，所以艺术受到影响，在这种情况下，”Waterle说。“

申请该技术专利的Waterle和Cui正在使新的CNT流程自由地提供给非商业艺术项目的任何艺术家。

“建造滥用”

CUI测量由材料反射的光量，而不仅仅是直接开销，而且来自其他可能的角度。结果表明，该材料从每一个角度吸收超过99.995％的入射光。从本质上讲，如果材料含有凸起或脊，或任何类型的特征，无论从什么都看，这些功能都是隐形的，在黑色的空隙中遮挡。

研究人员并不完全确定有助于材料不透明度的机制，但他们怀疑它可能与蚀刻铝的组合有所作为，这些铝合金与碳纳米管有些变黑。科学家认为，碳纳米管的森林可以捕获并将大多数进入的光线转换为热量，反射它的少量背部作为光线，从而使CNTS特别是黑色的阴影。

“众所周知，不同品种的CNT森林是非常黑的，但缺乏机械理解，为什么这种材料是最黑的。沃德尔说，需要进一步研究。

该材料已经在航空航天界获得了兴趣。Astrophysicist和Nobel Laurede John Mather，他没有参与该研究，正在探索使用Waterle的材料作为星形阴影的基础的可能性 - 这是一个巨大的黑色阴影，将屏蔽一个空间望远镜。

“像相机和望远镜这样的光学仪器必须摆脱不需要的眩光，所以你可以看到你想看的东西，”马瑟说。“你想看到一个地球绕着另一个明星吗？我们需要一些非常黑色的东西。… 这种黑色必须坚持抵挡火箭发射。旧版本是脆弱的毛茛森林，但这些更像是锅洗涤器 - 建造滥用。“

参考：“天然氧化物的细分使多功能，自由形式碳纳米管 - 金属等级架构”由Kehang Cui和Brian L. Waterle，2019年9月12日，ACS应用材料和界面.DOI：
10.1021 / ACSAMI.9B08290