#044 黒より黒い黒と白より白い白

■１■私たちは様々な技術により地上から闇を追い、鮮明な無数の色を作ってきた。しかし2014年、それとは真逆に光と色のほぼ全てを吸収する黒が出現した。ナノテクノロジー企業サリー・ナノシステムが、カーボンナノチューブで構成される可視光吸収率99.965％の超黒体素材｢ベンタブラック｣を発表した。

■２■この物質には望遠鏡の迷光防止や赤外線カメラの性能向上など様々な応用方法がある。ベンタブラックは集光型太陽熱発電の素材として用いることで、熱の吸収を高めることができる。また軍事では熱カモフラージュ等の応用が可能だ。ベンタブラックの放射率と拡張性が、幅広い応用を可能にしている。

■３■2016年、独占的で高額な販売に対し、誰でも購入可能な非ナノチューブコーティングの｢ブラック2.0｣が発表された。2019年、MITが偶然発見された素材から、分光計で測れない可視光吸収率99.995％を上回る黒体を開発した。2020年、光陽オリエントジャパンが世界一黒いアクリル塗料｢黒色無双｣を発表した。

■４■対象物表面に塗って非常に大きな表面積の粉状塗膜層を作ると、層の内部に光を閉じ込めて超低反射の黒い外観を得ることができる。その形状や寸法に関係なく３次元中にブラックホールが空いているように見える。分光計でも計測が難しく、人間の視覚では立体的に識別することが不可能となっている。

■５■この黒より黒い漆黒の塗料に対して、2020年、バデュー大学の研究チームが、直射日光の95.5％を反射する、炭酸カルシウムを含む白より白いアクリル塗料の一種を開発した。2021年、同チームは化粧品や衣料品、顔料などとして広く用いられている硫酸バリウムに着目して、98.1％の反射率を達成した。

■６■可視光だけでなく熱を伝える赤外線も反射して、1.9％しか熱を吸収しない冷却効果がある。この超白色塗料が塗られた物体は日光の光の下でも周囲より4.4度温度が低く、夜間には10.5度も温度が低くなる。これにより冷房需要を40％低減させる「電気のいらないクーラー」としての活用も考えられている。

■７■硫酸バリウムの光を散乱させる領域は、粒子サイズによって異なる。粒子を不均一にすれば、太陽光のスペクトルをより多く散乱させている。また光を反射でなく散乱させるため目が眩むほど白いわけではない。この素材は市販の塗料製造プロセスと互換性があるため、実用化も容易だと考えられている。

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(※) 画像<2>「カラパイア」、<3>「flickr」　より借用・加工。

rewitten on 20240418 Thursday