科学家受鸟类羽毛启发研发最黑纺织面料

美国康奈尔大学的研究人员最近成功制备出一种目前已知最黑的纺织面料，这一灵感来源于鸟类羽毛的独特结构。该创新工艺适用于羊毛、丝绸和棉等天然纤维，相关研究成果已发表在最新一期的《自然·通讯》杂志上。

“超黑”材料通常指光线反射率低于0.5%的物质，这类材料在相机镜头、太阳能电池板和天文望远镜等领域具有重要的应用价值。然而，传统的超黑材料不仅制备困难，而且在特定视角下容易出现反光变浅的问题。

灵感来源于丽色掩鼻风鸟羽毛

研究团队从丽色掩鼻风鸟羽毛的深邃黑色中获得灵感。这种鸟类羽毛的黑色源于丰富的黑色素和紧密排列的羽小枝结构，后者能够使光线在内部反复偏转，几乎被完全吸收。类似的超黑结构也存在于某些鱼类和蝴蝶身上。

在实验中，研究人员选用聚多巴胺这一合成黑色素作为染料，首先对白色美利奴羊毛针织物进行染色。随后，他们通过等离子体蚀刻技术在纤维表面构建纳米结构，这些结构模仿了丽色掩鼻风鸟羽毛捕捉光线的机制，吸收了绝大部分入射光，呈现出极致的黑色。

该方法不仅成功制备出当前最黑的织物，而且工艺简单、易于推广。所得面料穿着舒适，其黑色效果稳定，不会因观察角度的改变而减弱。

研究显示，聚多巴胺作为染料，通过等离子体蚀刻去除纤维表层部分物质，形成尖刺状纳米纤维。这些纤维间的多次反射使光线不易逸出，从而实现卓越的吸光效果。

“这种新型纺织面料的开发不仅是材料科学的一次突破，也为未来的实用应用打开了新的大门。”——《自然·通讯》杂志

这种超黑纺织面料有望在多个领域发挥作用。由于其卓越的吸光性能，它可能在军事伪装、艺术装置以及高端时尚中找到应用。此外，考虑到其简单的制备工艺和稳定的黑色效果，这种面料也可能在大规模生产中得到推广。

未来，研究人员计划进一步优化这种材料的性能，并探索更多的应用场景。随着技术的不断进步，这种超黑纺织面料有望在更多领域中脱颖而出。

这项研究不仅展示了自然界的奇妙之处，也为材料科学的创新提供了新的思路。通过仿生设计，科学家们正在不断突破传统材料的限制，为人类生活带来更多可能。