对于“Spinal Tap”道歉，看起来黑色确实会变黑。
麻省理工学院的工程师今天报告称，他们制作的材料比之前报道的任何材料都要黑10倍。这种材料是由垂直排列的碳纳米管或碳??纳米管制成的 - 碳的微观细丝，就像模糊的小树林，团队在氯蚀刻铝箔表面生长。该箔片可捕获超过99.96％的入射光，使其成为有史以来最黑暗的材料。
研究人员今天在ACS-Applied Materials and Interfaces杂志上发表了他们的发现。他们还展示了类似斗篷的材料，作为纽约证券交易所今天新展览的一部分，标题为“虚荣的救赎”。
该作品是麻省理工学院航空航天教授Brian Wardle和他的团队以及麻省理工学院驻场Diemut Strebe的合作，其中包括一颗16.78克拉的天然黄钻，估计价值200万美元，该团队涂有新的超结构CNT材料。效果令人抓狂：宝石通常呈现出明亮的切面，呈现出平坦的黑色空洞。
沃德尔表示，CNT材料除了作出艺术陈述之外，也可能具有实际用途，例如减少不必要眩光的光学遮光罩，以帮助太空望远镜发现轨道外行星。
“对于非常黑的材料，有光学和空间科学应用，当然，艺术家一直对黑色感兴趣，在文艺复兴之前就已经很好了，”沃德尔说。 “我们的材料比以往报道的任何东西都要黑10倍，但我认为最黑的黑色是一个不断移动的目标。有人会找到一种更黑的材料，最终我们会理解所有潜在的机制，并且能够正确设计终极黑色。“
沃德尔在论文中的合着者是前麻省理工学院博士后陈可，现任上海交通大学教授。
进入虚空
Wardle和Cui并不打算设计一种超级材料。相反，他们正在试验如何在铝等导电材料上生长碳纳米管，以提高其电气和热性能。
但是，在试图在铝上生长碳纳米管时，崔先生碰到了一道屏障，字面意思是：一层永远存在的氧化物，当铝暴露在空气中时，会覆盖铝。该氧化物层用作绝缘体，阻挡而不是导电和加热。当他开始寻找去除铝氧化层的方法时，崔发现了一种盐或氯化钠溶液。
当时，Wardle的小组正在使用盐和其他食品室产品，如小苏打和洗涤剂，来种植碳纳米管。在用盐测试时，崔发现氯离子在铝表面蚕食并溶解其氧化层。
“这种蚀刻工艺对许多金属来说都很常见，”崔说。 “例如，船舶遭受氯基海水腐蚀。现在我们正在利用这一过程来发挥优势。”
崔发现，如果他将铝箔浸泡在盐水中，他可以去除氧化层。然后，他将箔转移到无氧环境中以防止再氧化，最后，将蚀刻的铝放入烘箱中，该组通过称为化学气相沉积的工艺进行生长碳纳米管的技术。
通过去除氧化层，研究人员能够在比其他情况低得多的温度下，在铝上生长碳纳米管约100摄氏度。他们还发现碳纳米管在铝上的组合显着提高了材料的热性能和电性能 - 这是他们所期望的发现。
令他们惊讶的是材料的颜色。
“我记得在生长碳纳米管之前注意到它是多么黑，然后在生长后，它看起来更黑，”崔回忆说。 “所以我想我应该测量样品的光学反射率。
“我们小组通常不关注材料的光学特性，但这项工作与我们与Diemut的艺术科学合作同时进行，因此艺术在这种情况下影响了科学，”Wardle说。
已申请该技术专利的Wardle和Cui正在向任何艺术家免费提供新的CNT流程，以用于非商业艺术项目。
“建立滥用”
Cui测量了材料反射的光量，不仅来自直接顶部，还来自其他可能的角度。结果表明，从各个角度看，材料吸收的入射光大于99.995％。从本质上讲，如果材料包含凸起或脊或任何类型的特征，无论从哪个角度观察，这些特征都是隐形的，在黑色的空隙中模糊不清。
研究人员并不完全确定导致材料不透明性的机制，但是他们怀疑它可能与蚀刻铝的结合有些影响，蚀刻铝有点变黑，与碳纳米管结合。科学家认为，碳纳米管森林可以捕获并将大部分入射光转换为热量，很少反射出光线，从而使碳纳米管呈现特别黑的色调。
“已知不同品种的CNT森林非常黑，但对于为什么这种材料最黑，缺乏机械理解。这需要进一步研究，”Wardle说。
——文章发布于2019年9月13日
