Канадские ученые случайно сделали экстремально черную древесину

Если наш глаз видит какой-то предмет черным, это значит, что этот предмет поглощает почти все видимое излучение. Черные тела с высоким поглощением необходимы в разных оптических системах, например в телескопах и солнечных батареях. Однако создать их не так просто, особенно если принимать в расчет не только видимую часть излучения, но и ультрафиолетовую и инфракрасную. Стандартная черная краска поглощает лишь около 97–97,5% излучения. Сажа поглощает более 99% видимого излучения, но значительно слабее — в инфракрасной части спектра. В поисках высокого поглощения ученые пробуют и нанотрубки, и другие новые углеродные материалы, и даже дорогостоящую платиновую чернь.

Тем удивительнее открытие Филиппа Эванса и его коллег из Университета Британской Колумбии, которые неожиданно получили экстремально черный материал из обыкновенной древесины. Результаты их открытия опубликованы в журнале Advanced Sustainable Systems.

Ученые работали с древесиной американской липы и изначально вовсе не планировали делать ее суперчерной. Их целью было повышение водоотталкивающих свойств, для чего древесину обработали высокоэнергетическим плазменным пучком.

Неожиданно для экспертов древесина превратилась в черный материал, который поглощает более 99,3% излучения в диапазоне 300–700 нанометров. Ученые выяснили, что под действием плазмы древесина стала рыхлой и рельефной — со множеством пор, выступов и спутанных волокон. Такие рельефные поверхности нередко искусственно создают для повышения поглощения, но в данном случае нужный рельеф образовался сам собой.

Эванс и его коллеги отмечают, что поглощение материала оставалось высоким даже после того, как на древесину нанесли тонкий проводящий слой металла. Новый материал может быть востребован в оптических приборах — как сольно, так и в качестве подложки для других черных красителей и материалов. А доступность и невысокая цена откроют возможности для использования «суперчерной древесины» в декоративно-прикладном искусстве и дизайне.