イオンビーム加工に基づく光閉じ込め構造型完全暗黒シート材料の開発

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今年度は、暗黒シートの可視域における低反射性能の改善を図った。昨年度までの赤外線領域での検討結果に基づき、従来の暗黒シートの性能が制限されてきた原因が、カーボンブラック（CB）顔料の凝集体によるMie後方散乱であることを理論的にも実験的にも突き止めた。そこで、CB顔料に依らずに黒い素材を探索したところ、カシューオイル樹脂の黒色塗料にたどり着いた。うるしに似た成分からなり、鉄と錯体を作ることでポリマー自体が黒くなっていて、Mie後方散乱の原因となる顔料粒子が存在しない。このカシューオイル黒色樹脂に光閉じ込め構造を形成することで、ぎらつき（鏡面反射）もくすみ（散乱反射）も極めて少ない、深い黒を実現できた。得られた「至高の暗黒シート」の半球反射率は0.02 %未満（光吸収率99.98 %以上）であり、これまでの触れる超黒素材と比べると1～2桁も低い反射率である。また、これまで世界一黒いとされてきた配向カーボンナノチューブと比べてもそん色ない黒さである。この至高の暗黒シートは、明るい場所でも沈む圧倒的な黒さを実現でき、背景の映り込みを防止できるため、視覚表現にこれまでになく高いコントラストを提供可能である。また、カシューオイル黒色樹脂ほどではないものの、カーボンブラック顔料を用いない複合組成で低散乱な黒色基材が他にいくつか見つかっている。必要な反射率や用途に応じて基材の選択肢があり、光閉じ込め構造を作製できるのも、今回の新しい暗黒シート技術の特長である。