近期，中國科學院寧波材料技術與工程研究所先進涂層與增材制造技術團隊經(jīng)過多年研究，成功開發(fā)出一種超黑涂層。經(jīng)第三方權威機構檢測，200nm-25μm波段吸光率高達99%。該涂層可在多種基材表面沉積，同時可實現(xiàn)大面積批量制備，而且可適應高溫、低溫、真空、液體等極端服役環(huán)境，具有極廣闊的應用前景。

圖1 先進涂層與增材制造團隊開發(fā)的超黑涂層

超黑涂層現(xiàn)有或潛在的應用領域十分廣泛。例如，空間紅外天文望遠鏡處在工作狀態(tài)時，其內部元器件會因為發(fā)熱而產生微量紅外線，從而干擾儀器對于空間目標波段的觀測。為此，有必要吸收儀器本身產生的光學干擾，以提高望遠鏡對于目標信號的靈敏度。當然，對于雜質光源的屏蔽不僅僅是天文望遠鏡的需求，所有精密的光學儀器，都需要屏蔽無關的光學干擾，如拉曼、紫外、紅外光譜儀等。光學或微波暗室需要做到真正的“暗”，才可以保證內部儀器工作不受干擾。同時，軍事上也需要隱身技術，如為軍事設備或人員提供各種必要的偽裝等。除此之外，太陽能電池也需要增強對于特定光源的吸收，以提高能量轉換效率。

吸光材料的研究多關注于超黑物質。當光線與物體發(fā)生作用時，部分能量被物體吸收，部分未被吸收的能量被反射、散射或透射，反射與散射部分影響我們所觀察物體的顏色。當所有可見光都被物體吸收時，則物體表現(xiàn)為黑色，所以物質越黑則吸光范圍越廣。相關研究的難點不僅在于超黑物質本身的研制，同時也在于超黑涂層的制備技術開發(fā)，因為只有把超黑物質制備為涂層，才能實現(xiàn)其長效工作。而且應用場景對基材的需求多種多樣，涂層服役工況條件各異，導致了超黑涂層研制困難重重。

圖2 超黑涂層吸光效果演示

經(jīng)過多年研究，中科院寧波材料所先進涂層與增材制造技術團隊的科研人員成功研制出一種新型超黑物質，并開發(fā)出一種新型超黑涂層。該涂層可以沉積在幾乎所有的材質基體表面，包括柔性基體，尺寸大小和形狀不受限制，并且可以實現(xiàn)高效、大面積的可控制備，可應用于超低溫、高溫、真空、液體等極端環(huán)境。經(jīng)第三方權威機構測試，其在200nm-25μm波段吸光率高達99%。同時，該超黑涂層所用材料超輕，不會增加儀器自身重量。

圖3 第三方檢測機構吸光度測試結果

除了空間探測、精密儀器、超黑暗室、光伏組件之外，該涂層有望應用于所有需要光學信號調控的領域，包括衛(wèi)星光學定位、數(shù)碼攝像機、建筑隔熱保溫、視覺藝術設計等領域。未來，更多潛在的應用有望繼續(xù)被開發(fā)出來，這將是一個發(fā)展空間廣闊的藍海。