ساخت اَبَر سیاه ترین پوشش با جذب 99 درصدی نور

پژوهشگران چینی موفق شدند اَبَر سیاه ترین پوشش جهان را بسازند که می تواند 99.3 درصد نور مریی را جذب کند.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری ایکسل به نقل ازاینترستینگ اینجینیزینگ، برای عکاسی به نور خوب نیاز دارید، اما برای تلسکوپ های پیشرفته و تجهیزات نوری که در محیط های دشوار کار می کنند، به دستگاه های پوشش دهنده سیاه رنگ نیاز است که نور سرگردان را کاهش داده، تصاویر را بهبود بخشد و ماندگاری بالایی داشته باشد.

اکنون گروهی از دانشمندان دانشگاه علم و فناوری شانگهای و آکادمی علوم چین، نوعی پوشش لایه ای نازک فوق العاده سیاه را برای آلیاژ های منیزیومی درجه هوافضا ابداع کرده اند.

این پژوهشگران می گویند با توجه به روند روزافزون توسعه مواد برای جذب انرژی خورشیدی، مدیریت حرارتی، و سرکوب نور سرگردان در دستگاه های نوری، تقاضا برای پوشش های فوق سیاه بسیار افزایش یافته است.

یک پوشش فوق سیاه کامل می تواند تقریبا تمام نور ورودی را بدون توجه به زوایای ورود جذب کند.

گفته می شود انواع مختلفی از پوشش های سیاه ساخته شده اند از جمله مواد مبتنی بر کربن و سیلیکون سیاه با ساختار های سطحی منحصر به فرد، اما ساختار آنها بسیار شکننده است.

این پوشش جدید فوق سیاه 99.3 درصد نور را جذب می کند در عین حال به اندازه کافی بادوام است تا در شرایط سخت جان سالم به در ببرد. در مقابل، نمونه های فعلی به دلیل شکنندگی، محدود هستند.

در بسیاری از روش های پوشش دهی، اعمال پوشش ها در داخل یک لوله یا روی سازه های پیچیده دشوار است، زیرا اغلب دارای منحنی ها یا الگو های پیچیده اند. پژوهشگران چینی این مشکل را با روش های تولید مبتنی بر خلاء حل کردند.

آنها می گویند هدف در یک محفظه خلاء، به طور متوالی در معرض انواع خاصی از گاز قرار می گیرد که در لایه های نازک به سطح جسم می چسبند، به این معنی که می تواند پوشش یکنواختی را روی سطوح بسیار پیچیده به دست آورد.

این گروه برای ساخت پوشش فوق سیاه خود از لایه های متناوب کاربید تیتانیوم دوپ شده با آلومینیوم (TiAlC) و نیترید سیلیکون (SiO2) استفاده کردند. TiAIC به عنوان یک لایه جاذب عمل می کند، در حالی که SiO2 یک ساختار ضد انعکاس دارد. بنابراین، ترکیب این دو ماده می تواند تقریبا از بازتاب نور از سطح پوشش داده شده جلوگیری کند.

آنها حتی پوشش خود را بر روی آلیاژ های منیزیم مورد استفاده در کاربرد های هوافضا که به راحتی خورده می شود، اعمال کردند. در این مورد، پوشش برای تحمل اصطکاک و تغییرات شدید دما، پایدار و محکم بود.

محققان دریافتند، این پوشش قدرتمند فوق سیاه، راه حل موثری برای دستیابی به خواص جذب پهنای باند بر روی انحنای بزرگ یا سطوح نامنظم قلمداد می شود که نوید بخش کاربرد های مختلف مانند رصد نجومی و مهندسی اپتیک دقیق است.

پژوهشگران چینی می گویند: اکنون که این پوشش می تواند بیش از 99.3 درصد از نور مریی ورودی را جذب کند، امیدواریم که محدوده جذب نور آن را حتی بیشتر گسترش دهیم تا مناطق فرابنفش و مادون قرمز را نیز در بر گیرد.

نتایج این پژوهش در نشریه Journal of Vacuum Science and Technology منتشر شده است.

ساخت اَبَر سیاه ترین پوشش با جذب 99 درصدی نور