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钻石秒变“黑洞”? ——揭秘世界最黑材料的魅力

   2020-08-05 72690
核心提示:一颗价值百万的天然黄色钻石在纽约证券交易所不翼而飞,却没有引发警笛和恐慌,究其缘由,原来是一、钻石失窃背后的秘密纽交所
       一颗价值百万的天然黄色钻石在纽约证券交易所“不翼而飞”,却没有引发警笛和恐慌,究其缘由,原来是……
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一、钻石“失窃”背后的秘密
        纽交所的常客对于大笔财富不翼而飞并不感到陌生,只不过这一次钻石“消失”的特别之处在于其“肇事者”是几位科学家和艺术家,“作案工具”竟是一种新型碳纳米管涂料。
        这种涂料会把三维物体变成黑色的、几乎没有光透出来的“黑洞”,营造出钻石消失的视觉效果。
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▲ 图片说明:使用新型碳纳米管制成的涂料后,炫目的钻石“变身为”一种扁平的黑色物体。(图片来源:物理学家组织网)
       没错,这种新型碳纳米管结构是有史以来人类制造的最黑的黑色材料,比之前打破世界纪录的“最黑”材料还要黑10倍,能够吸收所接触的99.995%以上的光线。这种新型材料除了具有艺术表现力外,未来也将用于遮光罩、太空望远镜等产品中。
二、最黑材料的传奇“身世”揭秘
       有意思的是,这种最黑材料的诞生并非刻意制造而是出于偶然,布莱恩·沃德尔和崔可航两个研究团队在试验铝等导电材料的表面上如何生长碳纳米管的方法时,偶然间发现暴露在空气中的铝表面会形成一层氧化物,对于实验本身,这相当于制造了一个“麻烦”的化学屏障。
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▲ 布莱恩·沃德尔(Brian Wardle)在实验室的照片(图片来源:MIT)
       为了消除这些氧化物,他们尝试将铝箔浸入盐水,然后把它放到一个小型烤箱中,在这里碳纳米管可以在没有氧气干扰的情况下生长。
       碳纳米管像微型绒毛一样覆盖在铝箔上,到来的光子迷了路,并且很难从铝箔的表面逃走。这个铝箔因此变成黑色,因为过黑以至于从平视的角度完全看不见铝箔上的褶皱。由此翻新了世界“最黑”材料的记录。
三、光伏界的“黑色”应用
       黑色,从视觉角度来看,是神秘的代名词;从宇宙的角度看,是宇宙的背景色。从光伏的角度看,黑色如今被广泛用于组件之中。
       全黑的光伏组件不仅具备时尚美观的外形,又兼备发电收益,非常适合屋顶项目及光伏建筑领域使用,受到市场的青睐。赛拉弗新一代S2系列全黑半片组件作为屋顶光伏电站美学设计的理想选择,采用深黑色电池片、黑背板和黑边框,以及黑色焊带,使得组件与屋顶颜色浑然一体,提高了光伏系统的整体效果,为客户带来更优美的视觉体验。同时S2系列全黑半片组件运用高精度激光切割技术,将常规电池片一切两半,进而电池片电流减半,使得组件失配损耗更低,受遮挡的影响更小,有效减少BoS和系统安装成本。
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       深邃的黑色被赋予了无限可能,与赛拉弗“解锁太阳能,解锁想象力”的年度主题的内涵相符,赛拉弗在追光的道路上,始终秉持着创新理念,不断探索光伏组件的多种可能性,为屋顶和地面电站项目提供超乎想象力的创新解决方案,致力于为未来新能源发展和生态经济建设提供新思路。
       
       参考来源:
       https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b08290
       http://news.mit.edu/2019/blackest-black-material-cnt-0913
       https://www.mentalfloss.com/article/77190/6-facts-about-vantablack-darkest-material-ever-made
 
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