2008年1月24日
研究人员伦斯勒理工学院莱斯大学创造了人类有史以来最黑暗的材料。
这种材料是一层薄薄的涂层,由低密度排列的垂直排列的碳纳米管组成,可以吸收99.9%以上的光,有一天可以用来提高太阳能转换、红外传感器和其他设备的有效性和效率。开发这种材料的研究人员已经申请了吉尼斯世界纪录。
“这是一个有趣的技术,这一发现将使我们能够增加光的吸收效率以及整体radiation-to-electricity太阳能节能效率,“林尚佑说,伦斯勒理工学院的物理学教授和大学的成员未来芯片星座,领导这项研究的项目。“这一发现的关键是找到如何创建一个长、极多孔的垂直排列碳纳米管阵列,具有一定的表面随机性,从而同时最小化反射和最大化吸收。”
研究结果发表在《纳米快报》杂志上。
所有材料欧洲杯足球竞彩,从纸到水、空气或塑料,都会反射一定量的光。科学家们早就设想出一种理想的黑色材料,它能吸收所有颜色的光而不反射光。到目前为止,他们还没有成功地设计出总反射率为零的材料。
例如,传统的黑色涂料的总反射率在5%到10%之间。在林的团队发现之前,最暗的人造材料的总反射率为0.16%到0.18%。
林的团队创造了一种低密度、垂直排列的碳纳米管阵列涂层,这种涂层具有极低的折射率和适当的表面随机性,进一步降低了其反射率。最终的结果是,这种材料的总反射指数为0.045%,比之前的记录暗了三倍多,之前的记录使用了镍磷合金薄膜沉积。
“松散的碳纳米管森林,充满了纳米尺度的缝隙和洞来收集和捕获光,这是赋予这种材料独特的特性,”林说。“这种纳米管阵列不仅反射光线弱,而且吸收光线强。这些综合特征使它成为未来实现超级黑色物体的理想候选对象。”
休斯顿莱斯大学安德森工程教授普利克尔·阿贾扬说:“低密度排列的纳米管样品是制造这种超暗材料的理想候选材料,因为它可以通过控制纳米管的尺寸和周期性来设计光学特性。”,当他还是伦斯勒学院的一员时,他就参与了这个项目。
研究小组在可见光波长范围内对该阵列进行了测试,结果表明纳米管阵列的总反射率保持不变。
“同样有趣的是,我们的纳米管阵列的反射率比玻璃碳低两个数量级,这是值得注意的,因为两个样品都是由相同的元素——碳组成的,”林说。
这一发现可能会在太阳能转换、热光伏发电、红外探测和天文观测等领域带来应用。
其他参与该项目的研究人员和论文作者包括伦斯勒物理学研究生杨祖波;莱斯大学博士后研究员慈李杰;伦斯勒高级研究科学家詹姆斯·布尔。
该项目由美国能源部基础能源科学办公室和纽约互联中心资助。欧洲杯线上买球
林的研究是伦斯勒未来芯片星座的一部分,该星座专注于材料和设备、固态和智能照明以及传感、通信和生物技术等应用领域的创新。伦斯勒星座是学术界的一个新概念,由战略重要性领域的杰出教员领导。每个星座都专注于一个特定的研究领域,由高级和初级教员、欧洲杯足球竞彩博士后研究人员和研究生组成。