Новий метаматериал "чорніше чорного" може підвищити ефективність сонячної енергії
Якщо типова чорна фарба поглинає близько 85 відсотків вхідного світла, то розроблений недавно метаматериал, який поглинає до 99 відсотків вхідного світла, можна вважати "чорніше чорного". використовуючи переваги унікальних светорассеивающих властивостей метаматеріалів, вчені виявили, що гіперболічний метаматеріал з рифленою поверхнею може мати дуже низький коефіцієнт відбиття, що може зробити його перспективним для високоефективних сонячних батарей, фотодетекторов і технологій радіолокаційної невидимості.
дослідники з універсітетa Пердью і Норфолкського госyдарственной університету (Purdue University and Norfolk State University) представили матеріал, який відображає тільки один відсоток сонячного світла. Пристрій зроблено в основному зі срібла і алюмінію.
Група вчених на чолі з Євгеном Наріманова (Evgenii Narimanov), професором електротехніки та обчислювальної техніки в центрі нанотехнологій Бирка університету Пердью, використовувала хімічний метод осадження парів, щоб вивести масиви срібних нанодротів товщиною всього 35 нанометрів на мембрани з оксиду алюмінію. Провід "виросли" перпендикулярно мембрані, як трава. Вони поглинають близько 80 відсотків вхідного світла. Потім вони розпластуються на поверхні, роблячи її шорсткою. В результаті чого коефіцієнт поглинання досягає 99 відсотків. Через шорсткості світло відбивається "всередині" матеріалу.
Як пояснили вчені, метаматериал володіє дуже низьким коефіцієнтом відображення через своїх гіперболічних властивостей - нескінченної щільності фотонних станів. Ця "супер особливість" значно збільшує кількість розсіюється світла через поверхневих дефектів і рифлення в метаматеріалів. Дефекти і рифлення розсіюють світло в першу чергу всередині матеріалу, "Всмоктуючи" фотони всередину гіперболічної середовища.
Дослідники прогнозують, що новий метаматеріал забезпечить новий напрямок в розробці радіаційно-поглинаючих матеріалів. Так як поглинання світла грає ключову роль в сонячних батареях і багатьох інших пристроях, вчені планують досліджувати в найближчому майбутньому і ці можливості.
