類似蒲公英的碳納米管,具有超高吸收能力和發射率的最黑人造材料

2020-12-05 材料分析與應用

本文要點：

類似於蒲公英的結構碳納米管（FCNT），具有超高吸收能力和發射率的最黑人造材料。

成果簡介

開發出各種複雜且昂貴的技術，通常僅在可見光範圍內有效地工作，以製造接近完美的黑體。本研究，通過使用兩步生長方法，合成新穎的分層蒲公英狀花碳納米結構（FCNT）。FCNT在300-2000nm的波長範圍內（變化的光束角度（10°至60°））顯示出近乎完美的吸收≥99.9％。加上0.98的發射率，FCNT被認為是最深色的人造材料之一。觀察到的行為源自FCNT微觀結構內部入射光束的多次散射和隨後的捕獲。水滴的接觸角（172°）和滾落角（2°）揭示了所製造表面的超疏水性和自清潔性能。

圖文導讀

圖1.使用CVD合成花狀碳納米管（FCNT）的示意圖。

圖2. FCNT合成方案及其微觀結構。

圖3.具有雙重還原金屬催化劑顆粒的FCNTs生長機理的示意圖。

圖4.合成FCNT的吸收率，發射率和接觸角研究。

小結

通過實驗證明在CVD反應器內使用鐵催化劑的雙重還原，可以製造出由蒲公英樣的分層CNT花（FCNT）製成的新型近乎完美的黑色表面。該研究新穎性在於造出蒲公英般的分層碳納米結構，其發射率達到0.98，並在更寬的UV-Vis-NIR波長範圍內有效吸收了99.9％以上的入射光。這些特性的結合成為最黑暗的人造材料之一。此外，使用單步雙蝕刻生長工藝來生長被稱為「CNT花」的分層碳納米結構，因此避免通常用於在現有超級吸收劑中創建分層結構的多個處理步驟。這是朝著開發更好的寬帶超級吸收器邁出的重要一步。更重要的是，近乎完美的黑色特性加上FCNT的超疏水和自清潔特性，為在雜散光吸收，太陽能電池和熱系統校準中的應用打開了大門。

文獻：

Dandelion-Like Carbon Nanotubes for Near-Perfect Black Surfaces

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