美国康奈尔大学的研究人员从大自然中汲取灵感,成功制备出目前已知最黑的纺织面料,为纺织领域带来了革命性的创新。相关研究成果发表在新一期的《自然·通讯》杂志上,且该制备工艺适用于羊毛、丝绸、棉等多种天然纤维,应用前景十分广阔。

超黑材料,即光线反射率低于0.5%的物质,在众多高科技领域都有着不可或缺的应用价值。相机镜头借助它减少杂光干扰,提升成像质量;太阳能电池板利用它增强光吸收效率,提高能源转化;天文望远镜依靠它降低背景光反射,让观测更加精准。然而,这类材料的制备向来充满挑战,不仅工艺复杂,而且常常在特定视角下会出现反光变浅的情况,限制了其性能的充分发挥。
康奈尔大学的研究团队将目光投向了自然界中的丽色掩鼻风鸟。这种鸟的羽毛呈现出深邃的黑色,为科研人员提供了绝佳的灵感来源。他们使用聚多巴胺对白色的美利奴羊毛针织物进行染色处理,为后续步骤奠定基础。接着,运用等离子体蚀刻技术,在纤维表面精心构建纳米结构。这些纳米结构巧妙地模仿了丽色掩鼻风鸟羽毛捕捉光线的独特机制,能够像“黑洞”一样吸收绝大部分入射光,从而使织物呈现出极致的黑色。
这一创新方法不仅成功制备出了当前最黑的织物,还具备诸多显著优势。其制备工艺相对简单,易于大规模推广应用。所得面料不仅穿着舒适,而且黑色效果极为稳定,不会随着观察角度的改变而减弱,始终保持着深邃神秘的黑色魅力。

美国康奈尔大学
深入研究发现,丽色掩鼻风鸟羽毛之所以拥有如此深的黑色,源于其中丰富的黑色素以及紧密排列的羽小枝结构。羽小枝结构能够使光线在羽毛内部反复偏转,最终几乎被完全吸收。值得一提的是,类似的超黑结构在自然界中并非独一无二,某些鱼类与蝴蝶身上也存在着这样的奇妙构造。
在实验过程中,研究团队选用聚多巴胺这一合成黑色素作为染料,通过等离子体蚀刻技术去除纤维表层部分物质,形成了尖刺状的纳米纤维。这种独特的结构使得光线在纤维间多次反射,难以逸出,从而实现了卓越的吸光效果,让织物拥有了超乎想象的黑色表现。这一研究成果不仅为纺织行业带来了新的发展方向,也为其他领域对“超黑”材料的需求提供了新的解决方案,有望在更多高科技产品中展现其独特价值。