可吸收光線99.87% 史上最高 超黑色奈米布料 時尚產業新潛力

編譯/韋士塔 |2026.01.03
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科學家展示超黑布料。圖/取自康乃爾大學網站
超黑色材料的視覺效果非常奇特。圖/取自康乃爾大學網站
研究人員以超黑色布料製作禮服。圖/取自康乃爾大學網站
超黑布料的靈感來自麗色裙風鳥。圖/取自康乃爾大學網站

編譯/韋士塔

當代科技飛速發展,材料科學領域湧現令人驚嘆的創新成果。近期,美國康乃爾大學研究團隊成功開發出超黑色布料,其光線吸收能力達99.87%,為史上最高。這項突破性成果,激發了各界對其潛在應用價值的深入探索。

這種超黑色布料的製程運用先進的奈米技術,研究團隊採用聚多巴胺合成黑色素聚合物,對白色美利奴羊毛針織布料染色,隨後將材料置入等離子體腔室中進行奈米級結構蝕刻,形成特殊的奈米纖維排列。這種結構設計使得入射光線在纖維間產生多重反射與能量消散,實現極致的光吸收效果。

此技術的獨特之處在於精準控制材料的奈米結構,透過調控材料的微觀形貌特徵,包括表面粗糙度、顆粒形狀與排列方式等,對光線傳播路徑的精確操控,改變其光學特性。

值得關注的是,這項創新的設計靈感源自麗色裙風鳥(Ptiloris magnificus)。這種鳥類獨特的生物特徵表現為,鮮豔的藍綠色胸部羽毛與超黑色羽衣的對比組合。在繁殖季節,雄性麗色裙風鳥會展示其色彩斑斕的胸部來吸引配偶,而超黑色羽毛則在陽光下形成保護性陰影,有效隱蔽身形。這種自然界的優化設計,為人工材料的開發提供重要啟示。

此研究案例充分體現生物仿生學在現代材料開發中的重要性。借鑒自然界經過億萬年演化形成的優化結構,已成為推動材料創新的重要途徑。

康乃爾大學研究團隊開發的超黑色布料,在部分光學性能指標上,超越了自然界的樣本,與麗色裙風鳥羽毛的角度依賴性反光特性不同,這種人造布料在側向觀察時,仍能保持穩定的光吸收能力。

在高端時尚領域的實際應用中,這種材料的視覺效果已獲得驗證。康乃爾大學時尚設計系的學生使用這種布料創作的設計作品,成功融和自然美學與科技創新,展現出超黑色材料在時尚產業的應用前景。

研究團隊表示,超黑色布料的應用潛力不限於時尚產業,其多個專業領域都具有重要價值,包括光學儀器領域、熱管理應用、藝術創作、功能性服裝等。

以精密光學設備微粒,這種材料可用於相機鏡筒、望遠鏡內部等組件的表面處理,有效抑制雜散光反射,提升成像品質。這種布料的光吸收特性,在航太科技與高精密設備的熱控制系統中有重要的應用價值,可用於太空飛行器的外部塗層,幫助設備在強烈太陽輻射環境下維持溫度穩定,提升系統穩定與耐用性。

藝術家能運用這種材料創造具有深度空間感的裝置作品,其獨特的光學特性能營造出視覺上的無限延伸感,為當代藝術表現開拓新的可能性。

在專業運動服裝與防護裝備領域,這種布料的低反射特性有助於減少視覺干擾,提升使用者的專注度。

超黑色布料代表著材料科學領域的重要里程碑,這項成果既是科學探索的結晶,也是人類創造力的生動體現,預示著未來材料創新的無限可能性。

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