有時，要想看清楚，就必須完全漆黑一片。對於天文學和精密光學儀器來說，為設備塗上黑色塗料可以減少雜散光，增強影像效果並提高性能。對於最先進的望遠鏡和光學系統來說，每一點都很重要，因此它們的製造商都會尋找最黑的黑色塗料。

在AIP 出版社出版的《真空科技A》雜誌上，上海理工大學和中國科學院的研究人員開發了一種用於航空航天級鎂合金的超黑薄膜塗層。他們的塗層能吸收99.3% 的光線，同時經久耐用，足以在惡劣條件下生存。

對於在真空空間中運行的望遠鏡或在極端環境中使用的光學設備來說，現有的塗層往往是不夠的。

“現有的黑色塗層，如垂直排列的碳奈米管或黑矽，都受到易碎性的限制，」作者曹韞真博士說。”許多其他鍍膜方法也很難在管內或其他複雜結構上進行鍍膜。這對於它們在光學設備中的應用非常重要，因為它們通常具有明顯的曲率或複雜的形狀。”

為了解決這些問題，研究人員轉而採用原子層沉積（ALD）技術。利用這種基於真空的製造技術，將目標放置在真空室中，然後依次接觸特定類型的氣體，這些氣體會以薄層形式附著在物體表面。

曹說：”ALD方法的一大優勢在於其出色的階躍覆蓋能力，這意味著我們可以在圓柱、支柱和溝槽等非常複雜的表面上獲得均勻的薄膜覆蓋。”

為了製作超黑塗層，研究團隊交替使用了摻鋁碳化鈦（TiAlC）和氮化矽（SiO2）。這兩種材料共同作用，幾乎可以阻止所有光線從塗層表面反射出來。

“TiAlC作為吸收層，而SiO2則用於創建抗反射結構。因此，幾乎所有的入射光都被截留在多層薄膜中，實現了高效的光吸收。

在測試中，研究小組發現，從400 奈米的紫外線到1000 奈米的近紅外線，各種波長光的平均吸收率為99.3%。透過使用特殊的阻隔層，他們甚至可以將塗層應用到鎂合金上，鎂合金通常用於航空航天領域，但很容易被腐蝕。

此外，這種薄膜在惡劣環境中表現出超強的穩定性，足以承受摩擦、高溫、潮濕環境和極端溫度變化。作者希望他們的塗層能用於增強在最極端條件下工作的太空望遠鏡和光學硬件，並正在努力進一步提高其性能。

曹說：”現在，這種薄膜可以吸收99.3% 以上的入射可見光，我們希望進一步擴大它的光吸收範圍，將紫外線和紅外線區域也包括在內。”

編譯自: ScitechDaily