MITのエンジニアが地球上で最も黒い素材を生成

当たる光の99.96パーセントを吸収する能力を持つVantablackとして知られる素材は、世界で最も黒い素材として多くの注目を集めており、科学者は宇宙でのテストを行い、BMWはX6 SUVに人目を引く塗装を施すためにそれを使いました。 航空宇宙工学のブライアン・ウォードル教授率いるMITのエンジニアたちは、アルミニウムなどの材料に成長したカーボン・ナノチューブ(CNT)の電気伝導性について実験を行っていました。

実際にVantablackやその他の超黒い材料を化学気相成長法で製造しているアルミの上にCNTを成長させようとしたとき、チームはアルミが空気にさらされると酸化物の層ができることを発見し続けました。 しかし、アルミホイルを塩水に浸してからオーブンに入れ、CNTを成長させることで、酸化膜を完全に除去することができた。 この結果、材料の熱的・電気的特性が大幅に向上したが、これは科学者たちにとって驚くべきことではなかった。 MITの元研究員でこの研究の共同執筆者であるKehang Cui氏は、「私は、カーボンナノチューブを成長させる前の材料がどれほど黒いかに気づいたことを覚えていますし、成長後はさらに黒く見えました。 「そこで、サンプルの光反射率を測定してみようと考えたのです」

研究チームは、真上からの光だけでなく、あらゆる角度からの光を受けたときに、材料が何を反射できるかを調べました。 その結果、この素材は、当たったすべての光の少なくとも99.995パーセントを吸収し、有名な「Vantablack」を含む同様の素材の光吸収能力を大幅に上回ることがわかりました。

「可視スペクトル、近赤外および赤外における他のすべてのスーパーブラック材料の公表された反射率が、私たちの論文にまとめられており、私たちの材料は、任意の波長において、次に反射率の低い材料よりも可視スペクトル全体で10倍、そのデータに基づくVantablackよりも少なくとも10倍も少ない光を反射すると見ることができます」と、ワードルはニューアトラス誌に伝えています。

この新しい超黒い材料の背後にある正確なメカニズムを理解するには、まだ研究が必要です。しかし科学者は、このカーボン ナノチューブの森が光を閉じ込めて熱に変換する方法に関係しているのではないかと考えています。 正確な理由を突き止めるにはさらなる調査が必要ですが、この新しい最も黒い材料は、すでに特定の科学界でちょっとした関心を呼んでいます。

今のところ、研究チームはこの材料を200万ドルのダイヤモンドのコーティングとして実証し、その多くのファセットと複雑な細部を、生命力のない黒い空洞に置き換えました。

望遠鏡や画像処理装置が研究のために遠くの天体に向けられるとき、視野を汚染しないように他の光源を遮断することは、プロセスの重要な部分です。 2016年には、Vantablackのバージョンが人工衛星に搭載してテストするために宇宙に打ち上げられたのを見たが、MITで開発された新材料も同様の道をたどる可能性がある。 宇宙物理学者でノーベル賞受賞者のジョン・メイザーは、宇宙望遠鏡を外来光からガードする高度なシェードの構築にこの新素材を使うことを模索している一人です。

「材料の光学的特性は私のグループの専門ではありませんが、光学機器やレーザーにおける黒い材料の光捕捉アプリケーションについて、特に太陽系外惑星の識別や特性評価を支援する星の陰の効果を改善するために、多くの科学者と話をしました」とWardle氏は述べています。

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