浙江
中國科研團隊近日提出一套混合納米技術與傳統顏料的新型汽車涂層方案，有望在量產車型上實現接近“黑洞”般的“極致黑”外觀。這種新型混合涂層將先進的垂直排列碳納米管（VACNT）超黑涂層與常規水性炭黑顏料噴涂工藝結合，在保持超高光吸收能力的前提下，大幅提升了涂層的耐久性和可工業化噴涂性。該涂層對可見光波段的吸收率高達99.90%，幾乎不反射任何光線，形成強烈的視覺沉浸效果。
這一技術背后，是中國汽車市場對黑色車漆迅速升溫的需求驅動。過去中國新車市場中，白色一度占據約三分之二份額，如今黑色已躍升至將近四分之一，預計今年將有約750萬輛黑色新車駛上中國道路，這一規模甚至超過歐洲與北美主要市場的總和。在消費者心目中，深邃的黑色已成為身份與豪華感的象征，市場偏好正從“什么顏色都行，只要是白的”轉向“越黑越好”。
早在2019年，寶馬曾在一款X6概念車上采用納米級“超黑”涂層，被稱為當時“全球最黑的汽車”。其核心原理是通過在表面構建由碳納米管組成的“納米森林”，將入射光困在多孔結構中，從而實現對98%至99.9%跨紫外、可見和遠紅外波段光線的吸收。然而，這類涂層工藝復雜、成本高昂且機械性能脆弱，一直難以滿足量產車在噴涂、耐候、耐磨等方面的要求。
此次中國團隊開發的混合超黑涂層，重點在于引入傳統炭黑顏料的同時，保留甚至增強了納米管陣列的“光陷阱”效應。研究人員通過讓炭黑顏料顆粒沿碳納米管陣列自發排布，形成由微觀“峰谷”構成的粗糙表面，這種結構同樣能夠多次散射并困住入射光，使涂層在可見光區域的總吸收率超過99%。與以往脆弱的純納米管涂層相比，這種混合材料大大提升了機械強度和附著性能，更貼近汽車工業對量產涂裝的要求。
來自立邦集團上海核心研發中心色彩科技團隊的化學研究人員劉志偉表示，在中國市場，車身顏色已經成為關鍵賣點之一，深黑車漆長期以來是豪華車的標志性配色，因其優雅外觀、強烈視覺沖擊力和奢華氣質廣受青睞。他指出，整車企業正在積極尋找“可量產工藝、且具有極端黑度”的超黑涂層解決方案，以在激烈競爭中強化品牌形象。
在工藝適配方面，這種新型混合涂層的一大亮點是可以通過傳統的汽車噴涂生產線進行施工，不需要完全重構現有涂裝流程。研究團隊在暴露于水分和高濕環境的測試中發現，該涂層在長期穩定性方面表現優異，通過了濕度、耐水性以及附著力等關鍵項目測試，顯示出良好的工業化應用潛力。上海團隊已經在一輛模型車上完成噴涂展示，車身呈現出近乎無反射的深邃黑色，在光照下幾乎看不到車身的曲面細節。
從技術原理看，垂直排列碳納米管陣列（VACNT）涂層本身就是目前科學界已知“最黑”材料之一，其納米尺度的管狀結構垂直于基底表面，形成極高孔隙率和多重散射通道。入射光進入“納米森林”后不斷被散射并吸收，極難再逃逸出來，從而實現極高的吸光率。早在2014年，英國Surrey NanoSystems公司開發的Vantablack就曾以類似原理引起廣泛關注，并在藝術及空間望遠鏡內部消光等領域獲得應用。
不過，在走向汽車等嚴苛應用場景時，如何在極致光學性能與機械、工藝性能之間平衡，一直是工程化落地的最大難題。本次中國團隊提出的混合碳黑–碳納米管（CB–CNT）方案，通過讓兩類碳材料在微觀層面形成協同，既利用了納米管陣列的超強吸光能力，又借助常規炭黑體系的成熟工藝路線與物理強度，為大規模量產提供了可能。
研究人員還表示，未來有望進一步將漸變折射率技術（GRIT）引入這一混合體系，即在涂層內部自上而下構建折射率逐級變化的結構，進一步降低表面反射，讓光線在進入涂層后“無處可逃”。在超黑材料領域，一些最新成果已經逼近所謂“四個九”（99.99%）的吸收水平，但在這一極限區間，如何精確測量本身就是一大挑戰。
相關成果已發表于學術期刊《Matter & Light》，并通過Cell Press及EurekAlert對外發布。業內觀察人士認為，隨著中國本土市場對黑色高端車型需求的持續增長，這類具備量產可行性的超黑涂層一旦真正導入整車廠，有望在視覺設計、品牌辨識度及功能性消光等多個維度帶來新的競爭焦點。是否能真正奪得“全球最黑汽車涂層”的頭銜，或許在計量技術進一步發展之前仍難有定論，但一場圍繞“極致黑”的技術與美學競賽，顯然已經在中國市場率先拉開帷幕。
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