В результате исследований ученые разработали материал из углеродных нанотрубок, обладающий черным цветом в десять раз более глубоким, чем все известные ранее материалы.
Предыдущий рекорд принадлежалМатериалу под названием vantablack приписывают способность поглощать до 99,965 процента света благодаря вертикально выровненным углеродным нанотрубкам. Увеличить этот показатель можно с помощью самих массивов нанотрубок.
Авторы нового материала, установившего новый рекорд по поглощению света, изначально не стремились создать его. Цель исследователей заключалась в улучшении тепловых и электрических свойств алюминия посредством выращивания на нём углеродных нанотрубок. нашли способС помощью солей с хлоридными ионами удается удалить с поверхности алюминия оксидный слой, мешающий проходу электрического тока.
На втором этапе исследования ученые вырастили на очищенной алюминиевой поверхности нанотрубки, осаждая на ней пары углерода. В результате исследователи получили черный материал с лучшими, чем ожидалось, тепловыми и электрическими свойствами. Также обнаружилось неожиданное свойство — материал оказался «очень черным».
В целях изучения исследователи измерили коэффициент поглощения света нового материала. Установлено, что материал способен поглощать до 99,995 процентов падающего на него излучения. Данное значение оставалось неизменным при любых углах падения.
Ученые не вполне понимают механизм рекордной непрозрачности материала. Вероятно, это связано с сочетанием вытравленного алюминия черного цвета и углеродными нанотрубками. Ученые полагают, что массивы углеродных нанотрубок могут поглощать и преобразовывать большую часть света в тепло, отражая обратно лишь незначительное количество.
Эффект можно объяснить тем, что фотоны, проникая в промежутки между нанотрубками, задерживаются и теряют энергию вследствие столкновений с нанообъектами. В конечном итоге фотоны утрачивают всю энергию и, взаимодействуя с электронами углерода, полностью исчезают.