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Broadband Perfect Blackbody Sheets via Ion Beam Fabrication

Research Project

Project/Area Number 18K11940
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 80040:Quantum beam science-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Amemiya Kuniaki  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (60361531)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords暗黒シート / 光吸収体 / 黒体 / 極低反射 / イオンビーム / 表面微細加工 / 高耐久 / フレキシブル / イオンビーム加工 / 低反射率 / 高放射率
Outline of Final Research Achievements

We have been developed novel broadband ultralow reflectance optical absorbers having microtextured surface using etched ion tracks. Poly allyl diglycol carbonate (CR-39) plastic plates were irradiated by swift heavy ions from AVF cyclotron, followed by being etched in NaOH solution to produce etch pits filled on all over the surface; after that they were replicated into elastomeric blackbody sheets. The fabricated optical absorbers exhibited very low reflectance of ≦0.5 % in wavelength ranging from UV, VIS to near-IR and mid-IR. In particular, their reflectance at the mid-IR was as low as ≦0.1 %, while maintaining their high resilience against direct contact, repeated bending and scratching. We also confirmed that a blackbody sheet had high uniformity even with a large area of 100 mm × 80 mm.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「暗黒シート」はシリコーンゴムの柔軟性を保っており、曲げても触っても、粘着テープを貼りつけて剥がしても、表面の微細空洞構造が損なわれないため、性能が劣化せず、高い光吸収率を維持できる。このように、耐久性と、極めて高い光吸収率を併せ持つ黒色素材は世界初である。また、この暗黒シートは原盤から繰り返し作製できるため、量産性もよい。また、他の素材への拡張性の高さも示すことができた。美しい黒が映える新素材として、例えば高級感ある黒の演出や、黒が沈む高鮮明映像への貢献のほか、サーモグラフィーでの熱赤外線の乱反射の防止など、一般環境での幅広い応用が期待される。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Products Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (6 results) (of which Overseas: 3 results)

  • [Journal Article] Large-area perfect blackbody sheets having aperiodic array of surface micro-cavities for high-precision thermal imager calibration2020

    • Author(s)
      Yuhei Shimizu, Hiroshi Koshikawa, Masatoshi Imbe, Tetsuya Yamaki, Kuniaki Amemiya
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 28 Issue: 15 Pages: 22606-22616

    • DOI

      10.1364/oe.397136

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Perfect blackbody sheets from nano-precision microtextured elastomers for light and thermal radiation management2019

    • Author(s)
      Kuniaki Amemiya, Hiroshi Koshikawa, Masatoshi Imbe, Tetsuya Yamaki, Hiroshi Shitomi
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry C

      Volume: 7 Issue: 18 Pages: 5418-5425

    • DOI

      10.1039/c8tc06593d

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 全ての光を吸収し、耐久性も高い究極の暗黒シート2020

    • Author(s)
      雨宮 邦招、清水 雄平 、越川 博、井邊 真俊、八巻 徹也、蔀 洋司
    • Organizer
      SATテクノロジー・ショーケース2020
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  • [Presentation] Large-Area Perfect Blackbody Sheets from Nano-Precision Microtextured Elastomers2019

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      雨宮 邦招、清水 雄平 、越川 博、井邊 真俊、八巻 徹也、蔀 洋司
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      Frontiers in Optics + Laser Science
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 「光吸収率99.5%以上」と「高い耐久性」を両立した「暗黒シート」開発への挑戦2019

    • Author(s)
      雨宮 邦招
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      ものづくりパートナーフォーラム東京2019
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      雨宮 邦招、清水 雄平 、越川 博、井邊 真俊、八巻 徹也、蔀 洋司
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      日本光学会年次学術講演会
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      雨宮 邦招
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  • [Presentation] あらゆる光をとらえて逃がさない黒い材料の開発2019

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      雨宮 邦招、清水 雄平、越川 博、井邊 真俊、八巻 徹也、蔀 洋司
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      2018年度 計量標準総合センター成果発表会
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  • [Presentation] 測光・放射標準(光の標準)-精密計測と関連技術2019

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      雨宮 邦招
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  • [Presentation] 高エネルギーイオントラックエッチング法に基づく完全黒体材料の開発2018

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      雨宮 邦招、越川 博、井邊 真俊、八巻 徹也、蔀 洋司
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      第13回先進原子力科学技術に関する連携重点研究討論会 および原子力機構・量研施設利用一般共同研究、 原子力専攻施設共同利用(弥生研究会)
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  • [Remarks] 研究ハイライト 全ての光を吸収する究極の暗黒シート

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      https://www.aist.go.jp/aist_j/highlights/2019/vol3/index.html

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  • [Remarks] 【1分解説】全ての光を吸収する究極の暗黒シート【産総研公式】

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      https://www.youtube.com/watch?v=TVuU9OMiFVU&feature=youtu.be

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      https://www.aist.go.jp/aist_j/aistinfo/bluebacks/no25/

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  • [Remarks] 全ての光を吸収する究極の暗黒シート -世界初!高い光吸収率と耐久性を併せ持つ黒色素材-

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      https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2019/pr20190424/pr20190424.html

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光吸収体およびその製造方法2023

    • Inventor(s)
      雨宮 邦招
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-546218
    • Filing Date
      2023
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光吸収体およびその製造方法2023

    • Inventor(s)
      雨宮 邦招
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      国立研究開発法人産業技術総合研究所
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      特許
    • Filing Date
      2023
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 赤外線吸収体、その製造方法、黒体輻射装置および放射冷却装置2021

    • Inventor(s)
      雨宮 邦招、清水 雄平
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-027602
    • Filing Date
      2021
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光吸収体およびその製造方法2021

    • Inventor(s)
      雨宮 邦招
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
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      特許
    • Filing Date
      2021
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光吸収体およびその製造方法2020

    • Inventor(s)
      雨宮 邦招
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-149055
    • Filing Date
      2020
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光吸収体の製造方法2018

    • Inventor(s)
      雨宮 邦招
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-03-28  

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