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(chǎn)生的黑色,結(jié)合具有低背散射的特殊結(jié)構(gòu),促使光線在其內(nèi)部發(fā)生多次反射。
在可見光范圍內(nèi),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(yīng)用價值,可應(yīng)用在色彩顏料、光學儀器消光、軍事、航天航空、光催化、光熱轉(zhuǎn)換、太陽能收集器、消費電子等領(lǐng)域。在航天航空領(lǐng)域,超黑材料可用于望遠鏡遮光罩、衛(wèi)星光學設(shè)備涂層等,在軍事領(lǐng)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(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu))、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?qū)崿F(xiàn)極低的反射率,但普遍存在結(jié)構(gòu)脆弱、柔韌性欠佳、制造成本高、難以規(guī);a(chǎn)等問題,限制了其實際應(yīng)用。但作為材料科學領(lǐng)域研究熱門方向,近年來,國內(nèi)外在超黑材料研發(fā)和應(yīng)用上取得了顯著進展,超黑材料實用性能不斷提升。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2029年超黑材料行業(yè)市場供需現(xiàn)狀及行業(yè)經(jīng)營指標深度調(diào)查分析報告》顯示,全球超黑材料相關(guān)單位及企業(yè)包括麻省理工學院、英國薩里納米系統(tǒng)公司(Surrey Nanosystems)、以色列Acktar公司、日本Musou公司、深圳市精石納米技術(shù)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(tǒng)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(gòu)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(shù)上擁有自主知識產(chǎn)權(quán),其推出的超黑寬波段吸光消光納米鍍膜技術(shù)是國內(nèi)唯一工業(yè)化的新一代吸光消光技術(shù)。
新思界
行業(yè)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(yè)化生產(chǎn)、應(yīng)用的企業(yè)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(zhuǎn)換等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用,市場發(fā)展?jié)摿Υ。我國在超黑材料技術(shù)研究、工業(yè)化生產(chǎn)方面起步較晚,但近年來國內(nèi)機構(gòu)、企業(yè)不斷取得突破,超黑材料在各相關(guān)領(lǐng)域的滲透率逐漸提升。
關(guān)鍵字: