우연한 발견 덕분에 브리티시 컬럼비아 대학의 연구원들은 거의 모든 빛을 흡수하는 새로운 슈퍼블랙 물질을 만들어 고급 보석, 태양 전지 및 정밀 광학 장치에 잠재적인 응용 가능성을 열었습니다.

Philip Evans 교수와 박사과정 학생 Kenny Cheng은 목재의 방수성을 높이기 위해 고에너지 플라즈마를 사용하는 실험을 진행해 왔습니다. 그러나 이 기술을 나무 세포의 절단된 끝 부분에 적용했을 때 표면이 극도로 검게 변했습니다.

텍사스 A&M 대학의 물리학 및 천문학과에서 실시한 측정에 따르면 이 물질은 가시광선의 1% 미만을 반사하고 물질에 닿는 빛을 거의 모두 흡수하는 것으로 확인되었습니다.

이 우연한 발견을 무시하기보다는 팀은 지구에서 가장 어두운 물질을 찾는 새로운 접근 방식을 제공하는 초암흑 물질 설계에 초점을 맞추기로 결정했습니다.

브리티시컬럼비아대학교 임업대학 교수이자 첨단임산물제조기술학과장인 에반스 박사는 “슈퍼블랙이나 울트라블랙 소재는 빛을 99% 이상 흡수할 수 있다”고 설명했다. 빛의 약 97.5%를 흡수하는 일반 검정색 페인트보다 훨씬 더 많이 떨어집니다.

천문학에서는 울트라 블랙 소재에 대한 필요성이 증가하고 있습니다. 기기의 울트라 블랙 코팅이 미광을 줄이고 이미지 선명도를 향상시키는 데 도움이 되기 때문입니다. 울트라 블랙 코팅은 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있습니다. 또한 예술품과 시계 등 고급 소비재 제조에도 사용됩니다.

연구원들은 Super Blackwood를 사용하여 처음에는 시계와 보석에 초점을 맞춘 상용 제품의 프로토타입을 개발했으며 앞으로 다른 상용 응용 프로그램을 탐색할 계획입니다.

원더우드

팀은 발견한 이름을 Nixlon(niks-uh-lon)으로 명명하고 그리스 밤의 여신 Nyx와 나무를 뜻하는 그리스어 Exelon의 이름을 따서 상표로 등록했습니다.

더욱 놀라운 점은 Nxylon이 합금으로 코팅된 경우에도 검은색을 유지한다는 것입니다. 마치 전자현미경으로 관찰하고 연구할 수 있을 만큼 전기 전도성을 갖도록 나무에 금 페인트를 입히는 것과 같습니다. 이는 Nxylon의 구조가 검은색 안료에 의존하지 않고 본질적으로 빛을 차단하기 때문입니다.

브리티시 컬럼비아 대학교 팀은 Nxylon이 시계 앞면의 흑단 및 로즈우드와 같은 값비싸고 희귀한 블랙우드를 대체할 수 있으며, 보석류에서도 블랙 오닉스를 대체할 수 있음을 입증했습니다.

Evans 박사는 “Nxylon의 제제는 천연 소재의 장점과 독특한 구조적 특징을 결합하여 가볍고 단단하며 복잡한 모양으로 쉽게 절단할 수 있게 해줍니다.”라고 말했습니다.

Nxylon은 북미에서 널리 발견되고 손 조각, 상자, 커튼 및 악기로 유명한 참피나무로 만들어집니다. 유럽 참피나무와 같은 다른 유형의 목재도 사용할 수 있습니다.

숲에 새 생명을 불어넣다

Evans 박사와 그의 동료들은 보석상, 예술가 및 기술 제품 디자이너와 협력하여 Nxylon의 응용 프로그램을 확장하기 위해 캐나다의 Nxylon Corporation이라는 신생 기업을 설립할 계획입니다. 그들은 또한 무반사 천장과 벽에 적합한 더 크고 매우 검은색 목재 샘플을 생산하기 위해 상업용 규모의 플라즈마 반응기를 개발할 계획입니다.

“Nxylon은 북미와 유럽에서 널리 사용되는 지속 가능하고 재생 가능한 재료로 만들어 목재에 대한 새로운 응용 분야로 이어집니다. BC주의 목재 산업은 종종 핵심 제품에 초점을 맞춘 죽어가는 산업으로 간주됩니다. 우리의 연구는 그 엄청난 잠재력을 보여줍니다. “라고 에반스 박사가 말했습니다.

이 작업에 기여한 다른 연구자로는 Vicky Ma, Dingxing Feng 및 Sarah Xu(모두 UBC 임업 교수진)가 있습니다. 루크 슈미트(텍사스 A&M 대학교); 및 Mick Turner(호주국립대학교).