それは究極を超えた至高の黒、産総研が可視光吸収率99.98％の暗黒シートを開発：研究開発の最前線（1/2 ページ）

産業技術総合研究所（AIST）が、新たに開発した可視光を99.98％以上吸収する「至高の暗黒シート」について説明。これまでの「究極の暗黒シート」と比べて、半球反射率を20分の1以上まで削減しており、究極を超えた至高の黒さを実現した。

[朴尚洙，MONOist]

　産業技術総合研究所（AIST）は2023年1月18日、つくば本部（茨城県つくば市）内で会見を開き、新たに開発した可視光を99.98％以上吸収する「至高の暗黒シート」について説明した。2019年4月に発表した可視光を99.5％以上吸収する「究極の暗黒シート」と比べて、鏡面反射と散乱反射を合計した半球反射率を20分の1以上まで削減しており、究極を超えた至高の黒さを実現した。今後は、ライセンス契約に基づく素材メーカーへの技術移転など用途開発や実用化に向けた検討を進める方針だ。

左から、市販の黒色樹脂板、至高の暗黒シート、究極の暗黒シート。幅広のレーザーポインターの緑色光を投影したところ、究極の暗黒シートに緑色光が映り込んでいるのに対し、至高の暗黒シートは光を吸収し緑色光が映り込まない［クリックで拡大］

レーザーポインターの緑色光を用いた至高の暗黒シートと究極の暗黒シートの比較［クリックで再生］

　至高の暗黒シートは、究極の暗黒シート向けに開発した、高いアスペクト比を持つ高さ数十μmサイズの円すいを表面に並べた「光閉じ込め構造」をそのまま活用しつつ、材料をカーボンブラック混錬樹脂から塗料などに用いられるカシューオイル黒色樹脂に置き換えたものだ。

光閉じ込め構造の概要［クリックで拡大］ 出所：AIST

至高の暗黒シートは、光閉じ込め構造を採用しつつ、材料をカシューオイル黒色樹脂に置き換えた［クリックで拡大］ 出所：AIST

　究極の暗黒シートは、光閉じ込め構造によって“ぎらつき”と呼ばれる鏡面反射を大幅に抑えられる一方で、カーボンブラック混錬樹脂の内部で顔料凝集体が生じやすく、入射光が顔料凝集体に当たった際に発生する散乱光による“くすみ”が、半球反射率をさらに低減する上での課題になっていた。

究極の暗黒シートの課題になっていた“くすみ”を低減［クリックで拡大］ 出所：AIST

鏡面反射と散乱反射の合計となる半休反射率［クリックで拡大］ 出所：AIST

AISTの雨宮邦招氏

　研究開発責任者であるAIST 物理計測標準研究部門 応用光計測研究グループ グループ長の雨宮邦招氏は「これまで先人が黒さを追い求めて開発してきたさまざまな材料があり、これらを試す中でカシューオイル黒色樹脂に行き着いた」と語る。

　カシューオイルそのものは褐色だが鉄分を加えること黒色になる。さらに、シート材料として樹脂化するためカシューオイル黒色樹脂には重合触媒なども含まれているが、散乱光の原因となる顔料凝集体を持たないので“くすみ”が発生せず、半球反射率の大幅な低減が可能になった。