极乐鸟羽毛启发的“最黑织物”：黑得能吞噬99.87%的光

美国康奈尔大学研究团队受极乐鸟（学名Ptiloris paradiseus）的超黑羽毛启发，成功开发出迄今最黑的可穿戴织物——平均总反射率仅0.13%，比摄影棚常用的Vantablack布还要黑得多，却依然柔软、透气、可机洗。

为什么天堂鸟的羽毛黑得如此“彻底”？

枪鹟雄鸟的胸部羽毛在求偶时能呈现“黑洞”般的视觉效果，这是自然界已知最极端的结构性吸光现象之一。显微镜下可见：

• 羽毛内部充满黑色素（melanin），提供基础吸光；
• 羽枝表面长满倒钩状微结构，上面布满方向随机的纳米级沟槽与空腔，形成多重散射陷阱。
• 光线一旦进入，几乎无法逃脱，被反复散射直至被完全吸收。

迈向超黑

超黑材料此前已被开发用于相机、太阳能电池板和望远镜等领域，但最黑的版本通常既脆弱又有毒，且难以制造。摄影中广泛使用的超黑织物背景虽外观极黑，却缺乏日常服装所需的透气性和柔韧性。

在本研究中，研究人员分析了枪鹟羽毛样本，发现了产生其羽毛极致黑色的微观结构：羽毛内部的纳米结构含有深色黑色素色素，同时羽枝上紧密互锁的微小倒钩含有捕获光线的微沟槽和空腔。二者共同作用，使鸟在正视时显得异常黑，从侧面看则会显得更有光泽。

为了复制这一设计，研究人员首先用合成黑色素类似物对白色美利奴羊毛织物进行染色，确保颜色深入纱线内部而非仅停留在表面。随后，他们将织物置于等离子体腔中进行表面蚀刻，生成一束束仿生毛发状纳米纤维，模仿枪鹟羽毛上的捕光结构。“光线会在这些纳米纤维之间来回弹射，而不是直接反射出去，”论文第一作者Hansadi Jayamaha解释道。

高效且舒适的织物

经过表面处理后，该织物的平均总反射率仅为0.13%，低于目前用于摄影的商用超黑织物。更重要的是，与商用材料不同，这款羊毛织物在120°的视角范围内都能保持超黑外观。天然羊毛材质依然舒适，已被制成一条连衣裙，用以验证其在不同光照条件下仍能保持超黑特性。进一步测试表明，洗涤或光照都不会影响织物的极致黑度。

研究团队确信，同样的工艺可应用于任何天然纤维，包括羊毛、真丝和棉花。除了为时尚界带来戏剧性的美学效果外，这种超黑材料未来还可用于热调节伪装——将吸收的光转化为热能。

相关论文链接：Nat. Commun., 2025, doi:10.1038/s41467-025-65649-4