Архив рубрики ~Лента новостей~

Углеродные нанотрубки и сажа помогли покрасить автомобиль в суперчерный цвет. Пигмент поглощает 99,9 процента света в видимом диапазоне

Углеродные нанотрубки и сажа помогли покрасить автомобиль в суперчерный цвет. Пигмент поглощает 99,9 процента света в видимом диапазоне
Углеродные нанотрубки и сажа помогли покрасить автомобиль в суперчерный цвет. Пигмент поглощает 99,9 процента света в видимом диапазоне

Пигмент поглощает 99,9 процента света в видимом диапазоне

Китайские инженеры разработали суперчерное покрытие для автомобилей. Соединив частицы сажи и углеродные нанотрубки, они добились поглощения в 99,9 процента. Пигмент можно наносить стандартным распылением, а полученные поверхности стабильны в воде. Результаты исследования опубликованы в журнале Matter & Light.

Человеческий глаз воспринимает черными те объекты, которые поглощают излучение в видимом диапазоне. Суперчерные (с поглощением 99 процентов и выше) пигменты востребованы не только в живописи и дизайне, но и в различных оптических приборах — от солнечных элементов до телескопов. Но получить их не так просто, а еще сложнее — сделать стабильными. Нужно взять черный материал с высоким поглощением и сделать его поверхность рельефной: в этом случае фотон, который отразился от одного склона, может снова поглотиться на соседнем. Однако во время эксплуатации материала (например, загрязнений, мытья) рельеф постепенно сглаживается, и общее поглощение снижается. 

Простой способ получения суперчерных пигментов предложили китайские материаловеды из исследовательского отдела китайской компании Nippon Paint под руководством Чжи Вэй Лю (Zhiwei Liu). При разработке ученые постарались совместить высокое поглощение света с требованиями автопромышленности — простотой нанесения и стабильностью.

За основу взяли два хорошо поглощающих свет углеродных материала — сажу (carbon black) и многостенные углеродные нанотрубки (carbon nanotubes, CNT) длиной 20–50 микрометров. Компоненты смешивали в воде с диспергирующими добавками и несколько часов измельчали в мельнице до получения суспензии. При этом и CNT, и сажа дробились на более мелкие фрагменты — средний размер частиц в суспензии составил порядка одного микрометра. Авторы отмечают, что суспензия стабильна: добавка CNT предотвратила слипание наночастиц сажи в более крупные агломераты. 

Суспензию можно наносить на металлические пластины стандартным для автомобильной промышленности методом распыления. Микроскопия показала, что частицы сажи не распределяются случайным образом, а выстраиваются вдоль нанотрубок. Авторы объяснили такой эффект π-π-взаимодействием между углеродными структурами. В результате на поверхности образуется лес из преимущественно вертикально ориентированных CNT, покрытых частицами сажи, — это те самые микрорельефные оптические ловушки, которые необходимы для создания суперчерной поверхности. 

Так и получилось: слой толщиной в 20 микрометров поглощал 99,9 процента света в видимом диапазоне. Это очень достойный результат по сравнению с другими доступными пигментами. Окрашенные образцы выдерживали десять суток в воде при температуре 40 градусов Цельсия и две недели при влажности 95 процентов, сохранив адгезию к подложке. Однако сравнение оптических свойств до и после тестов авторы пока что не привели.

Простой в эксплуатации и недорогой суперчерный пигмент, который разработали инженеры, может быть востребован не только в автопромышленности, но и в других областях технологий и дизайна.

В 2024 году мы писали о другом суперчерном материале на основе древесины липы. Канадские материаловеды обработали древесину плазменным пучком, чтобы сделать ее гидрофобной. Неожиданно поверхность поперечных срезов древесины стала еще более пористой, и поглощение видимом диапазоне поднялось до 99,3 процента, в том числе в ближней инфракрасной области.

Материалы

Источник: nplus1.ru

Оцените материал:

Поделиться
Понравилась статья? Расскажите другим
ВКонтакте
Читайте также
Новости робототехники Мягкая роботизированная рыба сочетает в себе высокоскоростное плавание и трехмерную маневренность. Новости робототехники БИОЛОГ: НЕУМЕРЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАДЖЕТОВ НЕОБРАТИМО МЕНЯЕТ ЛИЧНОСТЬ РЕБЁНКА Новости робототехники Искусственный интеллект в БПЛА: преимущества и риски Новости робототехники Новая система искусственного интеллекта поможет машинам более детально понимать трехмерное пространство. Новости робототехники Ростех показал кобота с «умным» зрением Новости робототехники ДНК-роботы могли бы доставлять лекарства и выслеживать вирусы внутри вашего тела. Новости робототехники Человекоподобные роботы, играющие в футбол, забили важный гол в области робототехники, продемонстрировав высокую координацию движений. Новости робототехники Специалист по робототехнике утверждает, что безопасность человекоподобных роботов должна быть первостепенной задачей. Новости робототехники Приводимый в движение мышечными клетками, тончайший, как бумага, робот плывет по водному лабиринту. Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Поселил ИИ‑агента в чёлку макбука: он слушает мой день и… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Немой парень впервые признался в любви СИЛОЙ МЫСЛИ — его………… Новости робототехники GM делает ставку на вычислительные технологии и искусственный интеллект, которые, по её мнению, помогут ей конкурировать с китайскими автопроизводителями. Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ В легендарный Need for Speed: Underground 2 теперь можно поиграть… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ ИИ придумал пистолет, и его напечатали на 3D-принтере Однозарядный пистолет… Новости робототехники Мягкая роботизированная рыба сочетает в себе высокоскоростное плавание и трехмерную маневренность. Новости робототехники БИОЛОГ: НЕУМЕРЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАДЖЕТОВ НЕОБРАТИМО МЕНЯЕТ ЛИЧНОСТЬ РЕБЁНКА Новости робототехники Искусственный интеллект в БПЛА: преимущества и риски Новости робототехники Новая система искусственного интеллекта поможет машинам более детально понимать трехмерное пространство. Новости робототехники Ростех показал кобота с «умным» зрением Новости робототехники ДНК-роботы могли бы доставлять лекарства и выслеживать вирусы внутри вашего тела. Новости робототехники Человекоподобные роботы, играющие в футбол, забили важный гол в области робототехники, продемонстрировав высокую координацию движений. Новости робототехники Специалист по робототехнике утверждает, что безопасность человекоподобных роботов должна быть первостепенной задачей. Новости робототехники Приводимый в движение мышечными клетками, тончайший, как бумага, робот плывет по водному лабиринту. Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Поселил ИИ‑агента в чёлку макбука: он слушает мой день и… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ Немой парень впервые признался в любви СИЛОЙ МЫСЛИ — его………… Новости робототехники GM делает ставку на вычислительные технологии и искусственный интеллект, которые, по её мнению, помогут ей конкурировать с китайскими автопроизводителями. Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ В легендарный Need for Speed: Underground 2 теперь можно поиграть… Архив рубрики ~Коротко из Telegram~ ИИ придумал пистолет, и его напечатали на 3D-принтере Однозарядный пистолет…