science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Onderzoekers creëren zwartste materiaal ooit gemaakt

Optisch zwart lichaam, waarvan de fabricage plaatsvindt via gezaaide groei van Au-nanosferen uit Au-nanostaafjes. een, TEM-afbeelding met lage vergroting van een gerealiseerd monster. B, TEM-afbeelding van een enkele nanostructuur. C, HRTEM-afbeelding nabij het kussende punt tussen de nanosfeer en de nanostaaf. Krediet:(c) 2015 Natuur Nanotechnologie (2015) doi:10.1038/nnano.2015.228

(Phys.org) - Een team van onderzoekers van de King Abdulla University of Science and Technology in Saoedi-Arabië heeft het zwartste materiaal gemaakt dat ooit door mensen is gemaakt. Zoals ze opmerken in hun paper gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie , het idee voor het materiaal kwam van de geheel witte cyphochilus-kever.

Zoals de onderzoeken ook opmerken, het is waarschijnlijk onmogelijk om het perfecte zwarte materiaal te maken dat alle energie absorbeert die erop valt, en zendt het vervolgens uit zonder energieverlies. Nog altijd, wetenschappers willen graag dichterbij komen omdat men gelooft dat dergelijke materialen kunnen helpen bij het maken van betere of efficiëntere apparaten, zoals zonnecollectoren. In deze nieuwe poging het team overtrof de zwartheid van eerdere materialen met behulp van koolstofnanobuisjes door na te bootsen wat ze vonden bij het bestuderen van de geheel witte cyphochilus-kever. Het resultaat was een uiterst kleine nanodeeltjesstaaf die rustte op een even kleine nanodeeltjesbol (30 nm diameter), die ongeveer 98 tot 99 procent van het licht in het spectrum tussen 400 en 1 kon absorberen 400nm, wat betekende dat het ongeveer 26 procent meer licht kan absorberen dan enig ander bekend materiaal - en dat vanuit alle hoeken en polarisaties.

De onderzoekers merkten op dat de schubben op de cyphochilus-kever - een fotonische kristalstructuur - ervoor zorgden dat de schaal van de kever het licht zeer efficiënt weerkaatste. Ze namen dat idee en draaiden het op zijn kop door de structuur om te keren en gebruikten het idee van chaotische energiewinning om het extreem zwarte materiaal te creëren - het oppervlak van de structuur is ongeordend, die een patroon van willekeurige putjes creëert, elk bestaande uit oneindig lange metalen golfgeleiders. Als bonus, het materiaal kan eenvoudig worden gemaakt en aangebracht en zowel in als uit vloeistoffen worden gebruikt. Ook, door er een laser op af te vuren, ze creëerden een nieuw type lichtbron die monochromatische emissies genereerde zonder de noodzaak van resonantie.

Het team merkt op dat apparaten die een dergelijke toepassing gebruiken, kunnen worden gebruikt voor ontziltingsprojecten, en, natuurlijk, in systemen voor het verzamelen van zonne-energie, en misschien in optische verbindingen. Ze suggereren ook dat het materiaal zelfs zou kunnen leiden tot het gebruik van een geheel nieuwe benadering bij het ontwerp van dergelijke apparaten.

© 2015 Fys.org