光を99.3％吸収するめちゃくちゃ黒い木材ベースの素材「Nxylon」が偶然発見される

光の吸収率が99.3％という木材ベースの素材「Nxylon」を開発したと、ブリティッシュコロンビア大学の研究チームが発表しました。研究チームによると、このNxylonは全く関係のない研究の実験中にたまたま発見されたものだそうです。

Super‐Black Material Created by Plasma Etching Wood - Cheng - Advanced Sustainable Systems - Wiley Online Library
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adsu.202400184

UBC super-black wood can improve telescopes, optical devices and consumer goods
https://news.ubc.ca/2024/07/ubc-super-black-wood-nxylon/

New Super-Black Material Made of Wood Can Absorb 99.3% of Light : ScienceAlert
https://www.sciencealert.com/new-super-black-material-made-of-wood-can-absorb-99-3-of-light

ブリティッシュコロンビア大学のフィリップ・エバンス教授と博士課程の学生であるケニー・チェン氏は、高エネルギープラズマを使って木材のはっ水性を高める実験を行っていたとのこと。しかし、この高エネルギープラズマを、木材の繊維を垂直に切断した面に使用したところ、表面が真っ黒に変色したことに気付いたそうです。

以下の上段はシナノキ材の繊維に対して垂直に切断した面に、下段は繊維に対して平行に切断した面にプラズマ処理を施した様子です。左から右に向かうに従ってプラズマの出力が高くなっており、特に上段右端のfは年輪がほとんど見えなくなるほど黒くなっていることがわかります。

その後、テキサスA＆M大学の研究者らが測定したところ、この真っ黒に変色した木材はプラズマ処理により木材表面の構造が変化し、可視光線の99.3％を吸収するようになっていたことがわかりました。そこで、研究チームはこの新しい素材に研究の焦点を移したとのこと。

「この超黒色の素材は、当たった光の99％以上を吸収することが可能です。これは、光の97.5％を吸収する通常の黒色塗料よりもはるかに高い吸収率です」とエバンス教授は語っています。

研究チームはこの素材に「Nxylon(ニクサロン)」と名付けて商標登録したとのこと。このNxylonという名前は、ギリシャの夜の女神である「Nyx」とギリシャ語で木を意味する「Xylon」を組み合わせているそうです。

Nxylonの驚くべき特徴は、導電性を持たせるために金コーティングを表面に施しても、光の吸収率がほとんど変わらず黒色を保つところです。これは、Nxylonの光を吸収するメカニズムが塗料ではなく表面構造に依存しているからだとのこと。また、木材がベースになっているので軽量で硬く、加工も簡単であることがポイントです。

エバンス教授らはすでに宝石デザイナーやアーティストと協力し、Nxylonを時計やジュエリーに応用する事業を始めるためのスタートアップを設立する予定だとのこと。また、天井や壁などの建築材に応用できるような大型のNxylonを生産するために必要な、大型のプラズマ処理機の開発も計画しているそうです。