Нанотрубки поглощают свет на 98%, создавая невидимость предмета

Невидимость с помощью нанотехнологии становится реальностью. Ученые из Калифорнийского университета создали тонкий и гибкий материал, поглощающий 98% света.

В основе технологии лежат материалы из углеродных нанотрубок, сделанных на кремниевой подложке, эти прозрачные нанотрубки и поглощают 98% световых волн.

Возможность идеально поглощать свет оптически тонкими материалами — серьезная задача для конструирования камуфляжа, световых детекторов (фотодиоды) и устройств для сбора энергии (солнечные панели). Существующие специальные материалы — поглотители света, имеют недостатки в том, что они слишком громоздкие или тонкие и хрупкие, что приводит к растрескиванию и отслаиванию материала при изгибе или нагреве. Кроме того, они не могут быть нанесены на нужную поверхность. Новая нанотехнология показывает, что эти углеродные нанотрубки, сделанные на кремниевой подложке, демонстрируют почти 100% поглощение на длинах волн, которые использует человек. Даже после переноса на механически гибкий, прозрачный полимер.

В данной работе использовался гиперболический метаматериал — сложно структурированная искусственно созданная неоднородная среда с особыми волновыми свойствами. Он представляет собой упорядоченный массив частиц из углеродных нанотрубок на кремниевой подложке. Оболочка нанотрубок из оксида цинка, легированного алюминием. Такая структура представляет собой модифицированный фотонный кристалл: фотоны, попадая в него, не отражаются, а задерживаются внутри структуры. Затем массив был перенесен на полидиметилсилоксан — гибкий и прозрачный полимер толщиной 60 мкм, а кремниевая подложка была удалена при помощи ионного травления.

Диапазон поглощения получившегося массива углеродных нанотрубок — от 1200 до 2200 нм. Самый низкий коэффициент поглощения — 87% на границах диапазона, а самый высокий — 98,1% в центре указанного диапазона волн.

Также рекомендую посмотреть статью о беспроводной зарядке смартфона и передаче данных в одном канале связи

Благодаря возможности переноса массива гиперболических нанотрубок на прозрачные и легкие подложки, их можно использовать в военной отрасли. Применение такого камуфляжного покрытия дает невидимость объекту, отражая свет от одежды и техники военных.

Ученые предполагают, что представленная ими технология является универсальной и может быть применима к другим наночастицам, что позволит расширить спектр их применения.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of USA