由清華大學(xué)納米中心研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)了一種基于碳納米管的超強(qiáng)吸收率復(fù)合涂層，該涂層技術(shù)克服了以往吸收體在極端環(huán)境下性能衰減和易破損等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了在高低溫、水流沖擊、反復(fù)機(jī)械劃擦以及長(zhǎng)期戶外暴露等惡劣條件下仍能保持超過(guò)99.9%的吸收效率，為能源收集、隱身技術(shù)、太空探索等高技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)了新的解決方案。

這項(xiàng)研究的核心在于通過(guò)將碳納米管與碳黑顆粒和環(huán)氧樹(shù)脂相結(jié)合，形成了一種全新的復(fù)合材料，并通過(guò)通用的噴涂工藝，實(shí)現(xiàn)涂層的大面積制備，且在極端條件下展現(xiàn)出*的耐久性和穩(wěn)定性。這種復(fù)合材料中的碳納米管起到了雙重作用：一方面作為涂層內(nèi)的吸收體，另一方面則作為連接碳黑顆粒的橋梁，從而在涂層內(nèi)部形成了多尺度的全碳基納米結(jié)構(gòu)。該涂層的制備過(guò)程采用了噴涂技術(shù)，使得生產(chǎn)變得簡(jiǎn)單、成本效益高且易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。在噴涂過(guò)程中，碳納米管和碳黑顆粒被樹(shù)脂包裹，形成了一種具有多孔納米結(jié)構(gòu)的涂層表面。這種結(jié)構(gòu)極大地提高了涂層的吸收性能，并且由于樹(shù)脂的引入，涂層的耐久性和穩(wěn)定性也得到了顯著提升。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該涂層在可見(jiàn)光到紅外光譜范圍內(nèi)均表現(xiàn)出優(yōu)異的吸收性能，涂層的反射率可低至0.01%，幾乎實(shí)現(xiàn)了*吸收。此外，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的ASTM D3359和UMT測(cè)試，證明了該涂層還具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性和耐磨性，能夠承受摩擦、刮擦等機(jī)械損傷，并保持吸收性能穩(wěn)定。

此外，該研究團(tuán)隊(duì)還證明了這種涂層可以在高溫-液氮的熱沖擊和循環(huán)實(shí)驗(yàn)中保持機(jī)械性能和吸收新能穩(wěn)定。而在水流沖擊和長(zhǎng)時(shí)間戶外暴露等實(shí)驗(yàn)條件下，該涂層產(chǎn)品依然可以保證光吸收的穩(wěn)定性和耐久性，從而在實(shí)際應(yīng)用中具有更廣泛的適用性。

該研究由清華大學(xué)納米中心范守善院士團(tuán)隊(duì)與中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院郝小鵬研究員共同完成，這項(xiàng)研究成果不僅為極端環(huán)境下的光吸收材料的制備提供了新的解決方案，還為碳納米管在復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)辟了新的方向。未來(lái)，這種新型碳納米管復(fù)合涂層有望在太陽(yáng)能收集、熱管理、隱身技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

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