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光吸収率99.995%、世界で最も黒い物質が発見される

2019年9月25日(水)17時45分
松岡由希子

200万ドルのダイヤモンドを世界で最も黒い物質で塗りつぶす...... Image: Diemut Strebe

<世界で最も黒い物質が、米マサチューセッツ工科大学らの研究チームによって発見された......>

光吸収率99.995%の世界で最も黒い物質が、米マサチューセッツ工科大学(MIT)のブライアン・ウォードル教授や上海交通大学の崔可航准教授らの研究チームによって発見された。

200万ドルのダイヤモンドを塗りつぶした

芸術家のディームート・ストレーブ氏は、研究チームと協力し、200万ドル(約2億1500万円)相当の16.78カラットのイエローダイヤモンドをこの黒い物質で塗りつぶしてブラックホールのような芸術作品「リデンプション・オブ・バニティー」を制作。2019年9月13日、ニューヨーク証券取引所で公開され、話題となっている。

左のダイヤモンドが黒い物質で塗りつぶされた Image: Diemut Strebe

blackest0925.jpg

ニューヨーク証券取引所で展示された

最黒の物質は、垂直配向カーボンナノチューブ(CNT)からなり、その電気的特性や熱的特性を高めるべく、塩素エッチングしたアルミホイルの上で成長させる実験を行っていた際、偶然生成された。

航空宇宙の分野で関心が集まっている

これまで最も黒い物質とされてきたベンタブラックの10倍にあたる99.995%以上の光をあらゆる角度から吸収する。一連の研究成果は、9月12日、アメリカ化学会(ACS)の学術雑誌「アプライド・マテリアルズ・アンド・インターフェース」で公開されている。

電気的特性や熱的特性の高いカーボンナノチューブをアルミホイル上で成長させるにあたり課題だったのは、アルミニウムが空気にさらされると、酸化層がアルミニウムを覆い、電気や熱を遮断してしまうことであった。

研究チームでは、アルミホイルを塩水につけることで、酸化層を除去することに成功。さらにアルミホイルを無酸素環境に移して再酸化を防ぎ、化学気相成長(CVD)法により、オーブンに入れてカーボンナノチューブを成長させた。酸化層を除去することで、より低い温度でカーボンナノチューブを成長させることができたという。成長したカーボンナノチューブは、電気的特性や熱的特性が著しく高まっただけでなく、明らかに黒くなっていた。

崔准教授は「成長させる前、カーボンナノチューブの色がどれくらいの黒さであったかを覚えています。成長後の色のほうが黒くみえました」と実験の様子を振り返っている。現時点では、なぜこの物質がこれほどまでに黒くなったのかはわかっておらず、ウォードル教授は「さらなる研究が必要だ」と述べている。

最黒の物質には、航空宇宙の分野ですでに関心が集まっている。2006年にノーベル物理学賞を受賞した天体物理学者のジョン・マザー博士は、鏡筒内部などで発生する「迷光」から宇宙望遠鏡を保護する素材として活用できるのではないかと期待を寄せている。

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