康奈尔大学的科学家们模仿一种名为“riflebird”的鸟类羽毛,成功研发出一种反射率极低的“超黑”面料。这种面料不仅是目前最黑的织物之一,而且具备可穿戴、透气、耐洗的实用特性。团队通过制作一条裙子来展示其概念,并指出这项技术未来有望应用于提升摄像头、望远镜和太阳能电池等设备的性能。
灵感来自“飞行的黑洞”
研究的灵感源于雄性“步枪鸟”(riflebird)的求偶行为。它们的羽毛极其乌黑,能够吸收几乎所有光线,从而在视觉上突出其胸前闪亮的蓝绿色羽毛。
这种羽毛能吞噬光线,让这种鸟看起来像一个飞行的黑色空洞,仿佛一个鸟形的物体被从画面中抠掉了。
康奈尔大学的研究团队逆向工程了这种鸟类的“隐形技术”,最终创造出了有史以来最黑的面料。
如何打造“最黑”面料
与以往使用碳纳米管制造的脆弱超黑材料不同,康奈尔大学采用了全新的、更实用的方法,制造出真正可以穿着的织物。
- 基础材料: 从美利奴羊毛开始。
- 染色处理: 使用一种合成黑色素(聚多巴胺)进行染色。
- 关键步骤: 将织物放入等离子室中进行处理,使其表面生长出被称为“纳米纤丝”的微小尖刺结构。
这些微观结构模仿了步枪鸟羽毛上的倒钩,能够有效地捕获并吸收射向它的光线。
不仅仅是黑,更是实用
这种新面料的突破性在于它克服了以往超黑材料的局限性,使其具备了实际应用的潜力。
- 极低的反射率: 反射率仅为 0.13%,远低于普通黑色T恤,属于“超黑”材料(通常指反射率低于 0.5% 的材料)。
- 独特的实用性: 与其他通常用于望远镜的超黑材料不同,这种面料是首款可穿戴、透气、有弹性且可机洗的超黑材料。
- 全角度有效: 即使从大角度观察,它也能保持超黑特性,不像其他材料仅在正面观察时有效。
一条裙子与未来的应用
为了让普通人也能理解这项技术的应用,研究团队用这种面料制作了一条黑色的礼服裙,其设计灵感同样来自步枪鸟,甚至还原了其胸前亮丽的蓝绿色部分。
时尚并非这种超黑面料的最终用途。
这项技术真正的潜力在于功能性应用。由于其卓越的光吸收能力,它未来有望:
- 提升摄像头和望远镜的内部性能,减少杂散光干扰。
- 提高太阳能电池板吸收光线的效率。
- 应用于任何需要阻止光线反射以提升性能的设备。
研究团队已经为此申请了临时专利保护,这意味着这种超黑面料可能很快会出现在更多产品中。