Предыдущий рекорд принадлежал материалу под названием vantablack. Он состоит из вертикально выровненных углеродных нанотрубок и способен поглощать до 99,965 процентов света. Оказалось, что этот невероятный показатель можно увеличить, используя даже те самые массивы нанотрубок.
На самом деле авторы нового материала, который побил предыдущий рекорд по поглощению света, не собирались его создавать. Они лишь хотели улучшить тепловые и электрические свойства алюминия, выращивая на нем углеродные нанотрубки. В своей работе ученые нашли способ удалить с поверхности алюминия слой его оксида, препятствующий прохождению электрического тока. Это удалось сделать с помощью солей, содержащих ионы хлора.
На втором этапе исследования ученые смогли вырастить на очищенной алюминиевой поверхности нанотрубки, осаждая на ней пары углерода. В конце концов исследователи получили черный материал, который, как и ожидалось, имел лучшие тепловые и электрические свойства. Но обнаружилось и то, что никто из авторов работы не предсказывал — материал оказался «очень черным».
Алмаз весом в 16,78 карат и стоимостью в 2 миллиона долларов. Слева — его обычный вид, а справа — после покрытия слоем нового материала /©MIT
Ради интереса исследователи решили измерить его коэффициент поглощения света. Оказалось, что новый материал способен поглотить до 99,995 процентов падающего на него излучения. Причем это значение не менялось при любом угле падения.
Ученые не совсем уверены в механизме рекордной непрозрачности материала. Но они подозревают, что это может иметь какое-то отношение к комбинации вытравленного алюминия, который уже имеет черный цвет с углеродными нанотрубками. Ученые считают, что массивы углеродных нанотрубок могут улавливать и преобразовывать большую часть поступающего света в тепло, отражая обратно очень малое его количество в виде света.
Объяснить эффект можно тем, что фотоны, попадая в пространство между нанотрубками, застревают там и теряют энергию от столкновения с нанообъектами. Рано или поздно фотоны теряют всю энергию и, попадая в электронные обитали углерода, полностью исчезают.