Китайские физики разработали ультрачерное покрытие на базе карбида титана и нитрида кремния, которое поглощает 99,3% света и при этом необычно хорошо сопротивляется различным типам механических нагрузок. Данное покрытие идеально подходит для защиты космических и наземных астрономических приборов от постороннего света, сообщила пресс-служба Американского физического института (AIP).
«Слои из карбида титана отвечают за поглощение света, тогда как пленки из нитрида кремния снижают отражательную способность поверхности. В результате этого фактически весь падающий свет оказывается заточен внутри разработанной нами многослойной пленки, благодаря чему данный материал очень эффективно поглощает свет», — заявил профессор Шанхайского института керамики КАН Цао Юньчжэнь, чьи слова приводит пресс-служба AIP.
Созданное учеными покрытие представляет собой набор из чередующихся слоев нитрида кремния и карбида титана, которое наносится на произвольную поверхность в вакуумной камере при помощи технологии атомно-слоевого осаждения, разработанной советскими химиками из Ленинградского технологического института в начале 1960 годов.
В ее рамках в вакуумную камеру последовательно вводятся пары осаждаемых веществ и специальных молекул, которые способствуют образованию сверхтонкой пленки на поверхности обрабатываемого изделия. Этот подход, как обнаружили китайские физики, позволяет создавать сложно устроенные структуры, которые одновременно активно поглощают свет и не позволяют ему отражаться от своей поверхности.
Проведенные учеными опыты показали, что созданные ими покрытия поглощают 99,3% света в очень широком диапазоне волн, начиная с фиолетового излучения с длиной волны в 400 нанометров и заканчивая инфракрасными волнами с длиной волны в 1 000 нанометров. В этом отношении данный материал сопоставим с ультрачерными материалами на базе нанотрубок и так называемого «черного кремния», но при этом он значительно прочнее их.
«Существующие ультрачерные покрытия на базе нанотрубок или черного кремния хорошо поглощают свет, но при этом они являются чрезвычайно хрупкими. Их также очень сложно наносить внутрь трубок и прочих сложно устроенных структур. Созданный нами материал очень хорошо переносит механические нагрузки, нагрев, влажность и резкие перепады температур, что позволяет применять его при создании космических телескопов и оптики, работающей в экстремальных условиях среды», — подытожил профессор Цао Юньчжэнь.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение