光の99.87%を吸収する世界で最も黒い生地を生産

(ダン・トリ) - コーネル大学の科学者らは、光の99.87%を吸収できる超黒い布を開発し、光学および材料技術への応用の可能性を広げた。

これまでに記録された中で最も黒い生地で作られたドレス（写真：コーネル大学）。

材料科学と光学の最新の進歩により、コーネル大学（米国）のエンジニアは、表面に照射される光の最大99.87％を吸収する能力を持つ、これまでに製造された中で最も黒い布地の開発に成功したと発表しました。これは、光の反射率が0.5％未満の材料を指す用語である「超黒」の限界にほぼ達しています。

この優れた黒さを実現するために、チームはナノプロセス技術と生物学的インスピレーションを組み合わせました。

科学者たちは、白いメリノウール（柔らかくて弾力性のある天然繊維）をベースに、天然メラニンの強力な光吸収を模倣した合成メラニンポリマーであるポリドーパミンで染色した。

次に、繊維はプラズマチャンバーに導入され、そこで繊維表面がエッチングされてナノフィブリル、つまり光子を「捕捉」できる小さな繊維構造が生成されます。

このプロセスにより、光は表面に反射されず、ナノフィブリル間に浸透して吸収され続けるため、反射する光の量は表面全体で平均してわずか約 0.13% になります。

この生地の構造は、真っ黒な羽毛で知られる鳥「プチロリス・マグニフィカス」からヒントを得たものだ（写真：ゲッティ）。

この生地の特徴は、直接見たときにのみ超黒く見える一部の鳥類の羽毛など多くの天然素材とは異なり、両側最大 60 度の広い角度から見ても超黒色特性を維持できることです。

この特性により、布地への光吸収効果が肉眼で観察されるよりもはるかに安定して強くなり、繊維素材に真の「純黒」の外観が生まれます。

他の超黒色材料と比較すると、 世界で最も黒い材料ではないものの（例えば、最大99.96％の光吸収率を達成したベンタブラックや、約99.995％のMITのカーボンナノチューブ材料）、コーネル大学のエンジニアの超黒色織物は、大規模生産、繊維への応用の容易さ、および応用の柔軟性の高さの点で大きな利点があります。

生地の製造工程は主に 2 つのステップから構成されます。まず、吸収を最適化するためにウール繊維全体をポリドーパミンで染色し、次にプラズマ処理を行ってナノ構造を作成します。

吸収特性が極めて高いため、エネルギー効率を高めるために光の反射を減らす必要があるカメラ、望遠鏡、太陽電池、光電子デバイスなどの光吸収基板として産業用光学機器に使用できます。

さらに、熱吸収効果は断熱や表面温度調節用の製品にも活用できます。

出典: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/san-xuat-loai-vai-den-nhat-the-gioi-hap-thu-9987-anh-sang-20251205083147611.htm