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「史上最も暗い生地」は極楽鳥からインスピレーションを得たもの

の羽をイメージした新生地 素晴らしいライフルバード ニューギニアとオーストラリア北端に生息する極楽鳥は、発明者らによると、これまでに作られた中で最も暗い鳥だという。 白いメリノウールで作られたこの生地は、最初に、肌、髪、目に色を与える天然色素であるメラニンの合成形態であるポリドーパミンで染色されます。次に、プラズマチャンバー内でエッチングされて、光を非常に効果的に閉じ込める「ナノフィブリル」と呼ばれる微細な尖った構造が作成されます。 その結果、光の 99.87% を吸収する素材が誕生しました。「私たちがこれに取り組んでいるときに教授たちに来てもらいましたが、彼らは『まるでブラックホールを見ているようだ』と言っていました」と、ニューヨークのコーネル大学人間中心デザイン学科の助教授であり、論文の主著者であるラリッサ・シェパード氏は語った。 勉強 新しい生地について、Nature Communications 誌に掲載されました。 研究者らは、その生地を使って単一のドレスのプロトタイプを作成しました。これには、ライフルバード自体の羽毛を視覚的に再現する機能が含まれています。彼らはまた、この素材の仮特許も申請している。「私たちは現在、近いうちに公開したいと考えているいくつかの潜在的な用途に取り組んでいますが、現在の特性でこれが確実に見られる分野の1つは、ハイエンドファッションです」とシェパード氏は述べた。 この生地は「ウルトラブラック」と呼ばれる素材のカテゴリーに属しており、通常、光の反射率は 0.5% 未満です。これらの素材の中で最も有名なのは、2014 年に開発された生地ではなくコーティングである Vantablack で、可視光の最大 99.97% を吸収するカーボンの微細なフィラメントで作られています。主に望遠鏡やカメラなどの高度な光学部品に使用されていますが、高級品や美術品にも使用されています。 シェパード氏によると、研究者らがウルトラブラック・ウール（UBW）と呼ぶこの新しい生地は、ベンタブラックと比較して、ウェアラブルであり、安価で製造が容易であるという利点があるという。 ライフルバードの羽は、メラニンが豊富な小羽枝、光を内側に偏向させる小さな髪の毛のようなフィラメントのおかげで、その深い黒い色合いを実現しています。魚や蝶の一部の種は、超黒色の色をしていることも知られています。 生地内で羽毛の特性を再現する際に、研究者らはさらに一歩進んで、生地がウルトラブラックに見える角度を約 120 度まで高めました。研究によると、これは正面から見ないと光沢があるように見えるライフルバードの羽と、既存のウルトラブラックの生地を改良したものだという。 視野角の鍵となるのは、帯電ガスを使用して生地の構造を粗くするエッチングプロセスです。ガスによって作られた不規則な繊維が光を閉じ込め、光を逃がさずに跳ね返らせます。 研究者らによると、既存のウルトラブラック生地と比較して、新しい生地は通気性と柔軟性が優れているという。「私たちは天然素材を求めていたんです」と、研究共著者でコーネル大学博士課程の学生ハンサディ・ジャヤマハ氏は言う。 「ウールは私たちの第一選択ではありませんでした。最初はシルクから始めましたが、ポリドーパミンとウールの化学反応のおかげで、最も濃い色の素材を作り出すことができました。」 ポリドーパミンのもう 1 つの利点は、Vantablack で使用されている複雑で微細なカーボン ナノ構造よりも製造コスト効率が高いことです。「ウールとポリドーパミンだけを使用しているため、カーボン ナノチューブの製造プロセスに比べてコストが安く、プロセスが簡単です」とジャヤマハ氏は付け加え、将来の最適化によってさらにコストが削減される可能性があると指摘しました。 同じく共著者でコーネル大学博士課程の学生でもあるキュイン・パーク氏によると、この新しい生地で作られた衣服は、真っ黒に見えるだけでなく、体温調節機能も強化されるという。「完全にウルトラブラックの服を着ていれば、屋内では普通に感じるだろうが、太陽の下に入ると、より多くの光を熱エネルギーとして吸収し、体がより早く温まるだろう」と彼は言う。 「そもそも、テキスタイル上にそのウルトラブラックの表面をどれだけ配置するかを制御できるので、たとえば、最も汗をかく肩や背中の部分だけをカバーすることができます。その部分が熱くても問題ありません。なぜなら、一度汗をかき始めると、いわゆる蒸発冷却と呼ばれるものが発生するからです。これは、スポーツウェアによく使用される非常に速い熱伝達方法です。」 その他の潜在的な用途としては、迷彩や、ソーラーパネル、カメラ、望遠鏡や人工衛星などの航空宇宙用途など、ウルトラブラックコーティングが適している用途が挙げられます。 「ウルトラブラック繊維はこれらの分野で使用できる可能性は間違いなくありますが、単にコーティングを置き換えるだけでは、より経済的ではありますが、特に現在の加工条件によりソーラーパネルでは可能性は低いでしょう」とシェパード氏は述べ、これらのシステムに繊維を組み込むにはまだ解決すべき課題があると指摘した。…