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超黑变色材料可将光线变成任何颜色

科普小知识2022-07-27 09:22:57
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它是地球上最黑的物质之一,但它能把光转换成你想要的任何颜色。这种变色材料易于制造,有一天可能提高太阳能发电能力。

由碳纳米管制成的材料保持了黑度的全球记录。这种材料可以吸收99.8%的光,当层叠到1毫米厚时

然而,由金制成的小锤子形状的纳米材料具有几乎相同的黑色。与此同时,研究人员发现,只需少量添加,它就能反映你选择的任何颜色。

沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的安德里亚·弗拉托罗奇受到甲虫的启发。甲虫的薄壳反射所有波长的光,使它看起来比任何人造材料都要白。

弗拉塔克想知道这种效应是否可以逆转。他设计了一个理论系统——将一个小的凹面外壳连接到一个用来引导光波的无限长的管子上。如果你能建造这样一个结构,那么光将进入外壳,然后沿着管道传播,再也看不见了。

后来,弗拉塔克利用表面等离子体扩大了金纳米棒的设计,这种材料可以使光线沿着不同的路径弯曲,使隐形斗篷成为可能。

这种材料只有1%毫米厚,可以吸收98.43%的光。这种程度的光吸收意味着它可以被涂在其他表面,将光转化为热。澳大利亚国立大学的尤里·基夫沙尔说,因为金是一种优秀的导体,所以它比碳纳米管能更有效地传热。

然而,当一种普通的染料被添加到这种材料中时,后者的行为发生了巨大的变化:它不再吸收光能并以热量的形式释放,而是以光的形式再次释放光能,只是频率是单一的。同时,可见和红外光谱中的所有东西都可以转换成染料的颜色。(慢慢地)

《中国科学报》(国际版,第二版,2015年10月21日)