科学家受鸟类羽毛启发制备出最黑纺织面料

美国康奈尔大学的研究人员受鸟类羽毛的启发，成功制备出了目前已知最黑的纺织面料。这一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，广泛应用于相机镜头、太阳能电池板和天文望远镜等领域。然而，这类材料的制备过程复杂，并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

研究团队从丽色掩鼻风鸟羽毛的深邃黑色中获得灵感。他们首先利用聚多巴胺对白色美利奴羊毛针织物进行染色，然后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，能够吸收绝大部分入射光，从而呈现出极致的黑色。

这种方法不仅制备出了当前最黑的织物，而且工艺简单、易于推广。所得面料穿着舒适，黑色效果稳定，不随观察角度改变而减弱。

研究显示，丽色掩鼻风鸟羽毛的深黑色源于其中丰富的黑色素与紧密排列的羽小枝结构，后者能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与蝴蝶身上。

“光线在纤维间多次反射而不易逸出，从而实现卓越的吸光效果。”

在实验中，团队选用聚多巴胺这一合成黑色素作为染料，并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。这一创新设计使得光线在纤维间多次反射，几乎完全被吸收。

这一研究成果不仅在科学界引起了广泛关注，也为纺织行业带来了新的可能性。超黑材料在时尚设计、光学仪器和新能源领域都有着巨大的应用潜力。

随着技术的进一步发展，这种超黑面料有望在市场上获得更广泛的应用。研究团队表示，他们将继续优化工艺流程，以期实现大规模生产。

这一创新的纺织技术不仅展现了自然界的神奇，也为人类在材料科学领域的探索提供了新的方向。