你知道NASA制造材料为史上最黑物质吗？

邓文龙

你知道NASA制造材料为史上最黑物质吗？

2011-11-12

标签：NASA NASA百科 新材料 吸收性材料

美国宇航局的工程师发明了一种材料，能够吸收99%以上的照在它上面的光线。吸收性材料通常只能吸收紫外线和可见光——但这种新材料还能够吸收红外和远红外光线。



史上最黑物质：美国宇航局制造材料可吸收所有光线The blackest substance on Earth: Nasa creates material that absorbs almost all light

史上最黑物质

据英国《每日邮报》11-11月10日报道，美国宇航局的工程师发明了一种材料，能够吸收99%以上的照在它上面的光线。吸收性材料通常只能吸收紫外线和可见光——但这种新材料还能够吸收红外和远红外光线。这一发现甚至使美国宇航局的科学家们感到措手不及，它意味着将打开太空科技的新领域。近日，来自马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的工程师团队，在国际光学工程学会（SPIE）光学和光子学会议上报告了这一发现。约翰·哈格皮恩是团队的领导者，他说，发射测试的反应非常积极，表明了这种材料的吸收能力是同类材料的五十倍。该材料是一种由碳纳米管组成的薄涂层——这些碳纳米管是中空多壁的，比一根头发丝还要细一万倍。这些碳纳米管垂直地排列覆盖在物质表面，美国宇航局的科学家说看起来就像是绒毛地毯。美国宇航局已经在考虑有关这种材料的应用——最显而易见的是可以被用在敏感仪器上，用以抵挡光线。碳纳米管之间的微小空隙收集并抑制了背景光，阻止这些光线反射出表面，干扰了科学家真正想要测量的光线。因为只有极小部分的光线能够反射出涂层，因此肉眼和灵敏的探测仪所观察到的这种材料依旧是黑色的。虽然不是很显而易见，但事实上这种材料还能作为冷却剂使用。越黑的材料辐射出去的热量也就越多，所以这种涂层可以用在转移仪器热量的设备上，将热量辐射进遥远的外层空间。最后，这种材料比那些吸收量小的材料反倒还要轻得多——重量是有效载荷送入太空的一个关键因素。它能够附着在多种物质的表面，比如硅、氮化硅、钛以及不锈钢——这些都是最常见的用于制造空间科学仪器的材料。

邓文龙

光线无处可遁　“史上最黑材料”面世

2008-01-18  



从左到右：美国用作黑色基准的碳物质、科学家研制出的最黑的材料、白色基准物质。

　　美国科学家周二宣布，他们已经研制出世界上最黑的材料。这种由碳纳米管制成的新材料对光的吸收率高达99.9%，比美国国家标准与技术研究院用作当前黑色基准的碳物质黑了近30倍。



　　科学家长期以来，一直希望能找到一种可以吸收全部光，而没有任何反光的物质。材料科学家普利克尔•阿加延领导的美国休斯敦赖斯大学研究小组已经无限接近了这一梦想。这种新材料是由极细的碳纳米管制成，实验表明，这种物质的折射率只有0.045%，比目前保持着世界最黑材料纪录的镍磷合金还黑3倍。通常情况下，黑色材料折射率一般在5%到10%左右。该研究成果即将刊登在最新一期的国际顶级纳米期刊《纳米快报》上。



　　这种材料如此之黑有三方面的原因。第一，它由碳纳米管制成，这种由紧紧卷起的碳形成的细管的直径相当于人发丝直径的四百分之一，而碳有助于吸收一些光；第二，碳纳米管的排列像一堆草，管间的小间隙也能吸收光；第三，这种碳纳米管的表面是不规则的，降低了反射率。“这种材料可以用于太阳能转换中，因此它的商业开发前景相当广阔。”阿加延说。（来源: 广州日报）　





相关：

世界最黑物质可吸收全部光线

由美科学家发明，反射光线仅0.045%

2008年1月11日，美国得克萨斯州休斯敦，癞斯大学的教授普利克·阿贾英 与博士后利基·瑟在展示他们发明的世界上最黑的材料。美国赖斯大学的科学家制造出了世界上最黑的材料。他们用碳纳米管织出了一片毯子，几乎能吸收全部光线，仅反射0．045％的光线，这大约是以前纪录的四分之一。该材料比漆成黑色的雪佛兰Corvette跑车要黑100倍。此前最黑的材料是伦敦科学家制造的一种镍磷合金，大约反射0．16％的光线。
研究者说，该材料已申报吉尼斯世界纪录。当然，他们的研究目的并不是为了打破吉尼斯纪录，这种材料有潜在的多种用途：因为能高效地吸收光线，可用于制造太阳能面板；因为散射光线最少，所以在制造望远镜时也相当有用。

邓文龙

英科学家制造出世界上最黑的物质

    新华网伦敦2003-２月８日电（记者王艳红）英国科学家利
    用蚀刻技术，用硝酸浸泡含有适量磷元素的镍合金，制造
    出光线反射率极低的超黑色表面材料，这是世界上已知最
    黑的物质。

     据最新一期英国《新科学家》杂志报道，英国国家物
    理实验室研制的这种超黑材料，可用于制造精密光学仪器，
    其反射率比目前光学仪器上用于降低反射率的黑漆还要低
    １０倍到２０倍。
     用化学方法蚀刻镍磷合金使物体表面反射率下降、颜
    色变黑，这种设想已有约２０年历史，但以前的尝试都不
    太成功。英国科学家用电子显微镜检查了几百种合金板的
    表面，发现镍磷合金中含磷量对蚀刻后表面结构有很大影
    响。
     科学家将需要处理的物体浸在硫酸镍和次磷酸钠溶液
    中５小时左右，使表面生成镍磷合金的镀层，然后将物体
    浸在硝酸中几秒钟。如果镀层中含磷量在５％～７％之间，
    蚀刻后的物体表面会布满微小的坑，反射率最低，可形成
    迄今所知的最黑的物体表面。如果含磷量高于８％，表面
    就会形成微小石笋状结构，反射率增高。
     这种超黑物体表面对吸收特定入射角度的光特别有效，
    如果入射光角度合适，物体表面光反射率可低于０．３５％
    。与之相比，目前光学仪器所用的黑漆光反射率为２．５％
    。当入射角度为４５度时，超黑物体表面的光反射率只相
    当于黑漆的１／２５。
     科学家认为，用这种技术可在金属、陶瓷等多种材料
    表面形成超黑镀层。它在低温条件下不易开裂，与黑漆相
    比更适用于在外层空间工作的仪器，可望用于帮助改善哈
    勃太空望远镜的图像质量。