超黑材料是指一類具有超低光反射率、能吸收超過99%光線的材料。超黑材料通常利用具有短光學帶隙產生的黑色,結合具有低背散射的特殊結構,促使光線在其內部發生多次反射。
在可見光范圍內,超黑材料具有極低的全方位反射率,在光高效吸收和利用方面極具應用價值,可應用在色彩顏料、光學儀器消光、軍事、航天航空、光催化、光熱轉換、太陽能收集器、消費電子等領域。在航天航空領域,超黑材料可用于望遠鏡遮光罩、衛星光學設備涂層等,在軍事領域,超黑材料可用于偽裝軍隊車輛或隱身軍用飛機。
超黑材料吸光性能源自其微觀結構設計(如納米孔隙、孔洞、空腔、微米級凹凸表面形成的多級光捕獲結構)、材料組成兩大方面。目前超黑材料可分為基于碳材料、基于硅材料、基于金屬材料、基于半導體等的超黑材料,具有sp2鍵合的碳材料能夠吸收寬波段電磁輻射,是制備超黑材料最常選用的材料,如碳納米管、三維石墨烯。
超黑材料能夠實現極低的反射率,但普遍存在結構脆弱、柔韌性欠佳、制造成本高、難以規模化生產等問題,限制了其實際應用。但作為材料科學領域研究熱門方向,近年來,國內外在超黑材料研發和應用上取得了顯著進展,超黑材料實用性能不斷提升。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年超黑材料行業市場供需現狀及行業經營指標深度調查分析報告》顯示,全球超黑材料相關單位及企業包括麻省理工學院、英國薩里納米系統公司(Surrey Nanosystems)、以色列Acktar公司、日本Musou公司、深圳市精石納米技術公司、哈爾濱星宏科技有限公司、中國科大及國家納米中心、中科院寧波材料所等。
英國薩里納米系統公司于2014年推出超黑材料梵塔黑,梵塔黑是由垂直排列的碳納米管陣列構成,最高可吸收99.96%的光線。精石納米在超黑全吸光鍍膜技術上擁有自主知識產權,其推出的超黑寬波段吸光消光納米鍍膜技術是國內唯一工業化的新一代吸光消光技術。
新思界
行業分析人士表示,超黑材料制備難度極大,目前全球擁有其工業化生產、應用的企業較少,但超黑材料具有超低光反射率,在軍事、航空航天、光學儀器消光、光熱轉換等領域具有重要應用,市場發展潛力大。我國在超黑材料技術研究、工業化生產方面起步較晚,但近年來國內機構、企業不斷取得突破,超黑材料在各相關領域的滲透率逐漸提升。
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