CN114806401B - 一种基于磁场诱导自组装的超黑材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种基于磁场诱导自组装的超黑材料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于磁场诱导自组装的超黑材料及其制备方法与应用，所述制备方法包括如下步骤：(1)将磁性纳米粒子、碳基光吸收材料、柔性聚合物与溶剂混合，得到磁性粒子分散液；(2)对基底进行预处理，并置于永磁铁上方，将步骤(1)所述磁性粒子分散液通过喷涂沉积在基底表面，在磁场诱导下自组装得到锥形阵列结构；(3)将步骤(2)所述锥形阵列结构进行固化处理，得到所述超黑材料。本发明制备的超黑材料可实现宽光谱范围(300‑2000nm)内99％以上的吸收率，且具有成型方法简单，材料耐候性佳等优势，具有广泛的应用前景。

Description

一种基于磁场诱导自组装的超黑材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于超黑材料制备技术领域，尤其是涉及一种基于磁场诱导自组装的超黑材料的制备方法与应用。
背景技术
超黑材料能够实现对入射光线的高效吸收且具有极低的表面反射率，被科学家们广泛研究，在精密光学仪器杂散光抑制、高效光热转换装置、高分辨率光学传感器、红外隐身等领域具有重要的应用。
根据菲涅耳反射定律，当光线从空气入射到材料表面时，由于在空气与材料介质表面存在折射率差异，不可避免地在材料表面发生反射现象，从而限制入射光的吸收。生物在自然界中演化出特异性的微纳陷光结构能够实现对光线的高效吸收，如蛾眼表面的锥形阵列结构和天堂鸟羽毛表面的微米级深腔结构。阵列型结构能够减缓入射光入射到材料表面时的折射率的变化，进而降低菲涅耳反射；深腔结构能够允许更多光线的进入，在腔体内部实现多重反射，增强对光线的吸收。因此具有阵列陷光结构排布的超黑材料具有高效吸收光线作用。
光吸收材料中，碳材料由于其独特的sp2、sp3杂化和π键电子结构，电子轨道能级接近，能够吸收较宽范围内光线的光子实现电子能级跃迁，从而碳材料具有较高的本征吸收率。因此，将碳材料的高本征吸光和阵列陷光结构的结合能够有效构筑超黑材料表面。
目前，基于碳材料的超黑材料的制备已有了相关研究。CN113263744A公开了一种具有红外波段高吸收的3D打印超黑材料的制备方法，所述制备方法包括：将碳黑与高性能聚合物如聚醚醚酮、聚醚酰亚胺或聚偏氟乙烯混合制备得到复合材料线材；采用熔融沉积技术将所述复合材料线材打印得到具有微孔的三维结构；然后通过原子层沉积技术在其表面沉积AZO薄膜。所述方法通过3D打印技术可以有效地构筑阵列型空腔结构，但所述方法受限于3D打印技术的成型时间及设备精度缺点，且后续的原子层沉积技术过程复杂，无法满足大规模的制备使用。CN212559473U公开了一种垂直碳纳米管阵列，所述垂直碳纳米管阵列包括由下至上依次设置的基体层、缓冲层和催化剂层，在镀有缓冲层和催化剂层的基体表面通过CVD方法生长碳纳米管阵列，实现了超过99.3％的吸收率。但通过磁控溅射镀膜、CVD方法生长操作复杂，价格昂贵，且难以制备大规模样品，难以适用于其他表面。CN112225202A公开了一种多孔石墨烯微球超黑材料的制备方法，所述制备方法包括：将聚苯乙烯(PS)微球分散液和氧化石墨烯(GO)分散液混合，喷雾干燥得到PS-GO复合微球；在惰性气氛下将PS微球热解，得到多孔石墨烯微球超黑材料，所述材料利用其多孔结构捕获入射光，实现较高的吸收率，且吸光率对入射角度依赖性不高。但所述制备方法需要高温热解，制备复杂，且得到的多孔微球无法直接使用，添加到基体上或使用粘合剂可能会导致吸光率的降低。
因此，开发一种可大规模使用、操作便捷、吸收率高的阵列型超黑材料显得尤为重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于磁场诱导自组装的超黑材料及其制备方法与应用，制备的超黑材料可实现宽光谱范围(300-2000nm)内99％以上的吸收率，且具有成型方法简单，材料耐候性能优异等优势，具有广泛的应用前景。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种基于磁场诱导自组装的超黑材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将磁性纳米粒子、碳基光吸收材料、柔性聚合物与溶剂混合，得到磁性粒子分散液；
(2)对基底进行预处理，并置于永磁铁上方，将步骤(1)所述磁性粒子分散液通过喷涂沉积在基底表面，在磁场诱导下自组装得到锥形阵列结构；
(3)将步骤(2)所述锥形阵列结构进行固化处理，得到所述超黑材料。
本发明中，以磁性纳米粒子、碳基光吸收材料、柔性聚合物为原料，将三种组分按照一定比例分散在溶剂中，得到磁性粒子分散液；将表面预处理后的基底放置于永磁铁上方，利用气体喷涂方法将磁性粒子分散液雾化成微米级别液滴，沉积在基底上；然后在磁场作用下，初始液滴在基底上按照磁感线排列，具有初始的高度；继续在磁场作用下，初始沉积的液滴被磁化，在其高度方向上产生磁场强度梯度，吸引后续液滴在其顶部沉积；通过磁场诱导自组装过程，喷涂持续一定时间后，液滴生长成为微米尺度的锥形阵列结构；在不撤除外部磁场条件下，经过升温或者常温固化，得到超黑材料。所述制备方法制备的基于磁场诱导自组装的超黑材料具有微米级锥形阵列结构，能够增强对光线的多重反射，实现高的光吸收率；体系中添加碳基光吸收材料进一步提升对光线的吸收。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述磁性纳米粒子包括四氧化三铁。
优选地，所述四氧化三铁的直径为100-200nm，例如可以是100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm或200nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述碳基光吸收材料包括碳黑。
优选地，所述碳黑的直径为10-500nm，例如可以是10nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm或500nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述柔性聚合物包括聚二甲基硅氧烷。
优选地，所述聚二甲基硅氧烷由预聚合物和固化剂混合制备得到。
优选地，所述预聚合物为道康宁184硅橡胶A组分。
优选地，所述固化剂为道康宁184硅橡胶B组分。
优选地，所述预聚合物和固化剂质量比为(10-20):1，例如可以是10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述溶剂包括石油醚。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述磁性纳米粒子、碳基光吸收材料与柔性聚合物的质量之比为(0.4-0.6):(0.005-0.05):(0.35-0.595)，例如可以是0.4:0.005:0.595、0.45:0.01:0.54、0.5:0.02:0.48、0.55:0.01:0.44或0.6:0.05:0.35，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述溶剂与所述磁性纳米粒子、碳基光吸收材料与柔性聚合物的总质量之比为(1-4):1，例如可以是1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1或4:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(1)所述混合在高速脱泡搅拌机中进行。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述对基底进行预处理包括：在基底表面喷涂聚二甲基硅氧烷和碳黑的分散液作为预处理层。
本发明中，对基底进行预处理是为增强后续喷涂过程中液滴和基底间的附着力。
优选地，所述分散液中碳黑的质量比为1-2％，例如可以是1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述预处理层的厚度为5-20μm，例如可以是5μm、7μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm或20μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述永磁铁为镀镍铷铁硼永磁铁。
优选地，所述镀镍铷铁硼永磁铁表磁为300-500mT，例如可以是300mT、320mT、340mT、360mT、380mT、400mT、420mT、440mT、460mT、480mT或500mT，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述永磁铁的磁场强度对阵列生长有重要作用，影响阵列的高度、底部直径、密度等。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述喷涂的时间为30-120s，例如可以是30s、40s、50s、60s、70s、80s、90s、100s、110s或120s，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述喷涂的时间对阵列形貌有重要影响；较长的喷涂作用时间会形成较高的锥体，有利于提高光线传播深度，提高对光线的吸收作用；但过长的作用时间会导致锥体过高，固化后产生锥体倒伏现象。
优选地，步骤(2)所述喷涂采用喷枪及气流辅助。
优选地，所述喷枪的口径为0.3-0.8mm，例如可以是0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm或0.8mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述磁性粒子分散液通过气流辅助喷涂方法形成阵列结构，喷枪口径影响分散液的雾化效果，进而影响锥形阵列的密度和尺寸。
优选地，所述气流的压力为0.2-0.5MPa，例如可以是0.2MPa、0.25MPa、0.3MPa、0.35MPa、0.4MPa、0.45MPa或0.5MPa，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(2)得到锥形阵列结构为聚二甲基硅氧烷预聚物复合材料。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述固化处理在外部磁场辅助下固化。
优选地，步骤(3)所述固化处理的温度为70-90℃，例如可以是70℃、72℃、74℃、76℃、78℃、80℃、82℃、84℃、86℃、88℃或90℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述固化时间为100-200min，例如可以是100min、110min、120min、130min、140min、150min、160min、170min、180min、190min或200min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(3)所述固化处理还可以在常温条件下进行，在常温下进行，固化时间为20-24h。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按照质量比为(0.4-0.6):(0.005-0.05):(0.35-0.595)将磁性纳米粒子、碳基光吸收材料、柔性聚合物与溶剂混合，得到磁性粒子分散液；所述溶剂与所述磁性纳米粒子、碳基光吸收材料与柔性聚合物的总质量之比为(1-4):1；
(2)对基底进行预处理，并置于永磁铁上方，将步骤(1)所述磁性粒子分散液通过喷枪喷涂30-120s且在气流吹动下沉积在基底表面，在磁场诱导下自组装得到锥形阵列结构；所述气流的压力为0.2-0.5MPa；
(3)将步骤(2)所述锥形阵列结构在外部磁场辅助下在70-90℃固化100-200min，得到所述超黑材料。
第二方面，本发明提供了一种超黑材料，所述超黑材料采用第一方面所述的制备方法制备得到。
本发明中，所述超黑材料为三维锥形阵列结构，所述三维锥形阵列结构的锥体平均高度为200-1000μm，例如可以是200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1000μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，制备的基于磁场诱导自组装的超黑材料具有微米级的三维锥形阵列结构，能够增强对光线的多重反射，实现高的光吸收率；所述超黑材料整体为柔性聚合物基复合材料，具有优异的耐候性和实用性，适用于各种表面，在光吸收领域具有广阔的应用前景。
第三方面，本发明提供了一种第二方面所述超黑材料的应用，所述超黑材料应用于可见光吸收领域。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明制备的基于磁场诱导自组装的超黑材料，利用磁性粒子分散液液滴在磁场作用下的自组装行为构筑了三维锥形阵列的超黑材料，所述超黑材料通过三维锥形结构的光吸收深度作用和内部碳基吸光材料对光线的耗散作用相结合，具有优异的光吸收特性，可见光范围内吸光率超过99％；
(2)本发明所述制备方法操作简便快捷，无需复杂操作工序，同时为柔性聚合物基复合材料，可适用于多种表面和使用条件。
附图说明
图1为实施例1制备的基于磁场诱导自组装的超黑材料的流程示意图；
图2为实施例1制备的基于磁场诱导自组装的超黑材料的侧面SEM图；
图3为实施例1制备的基于磁场诱导自组装的超黑材料的顶部SEM图；
图4为实施例1-3制备的基于磁场诱导自组装的超黑材料的尺寸统计图；
图5为实施例1-3制备的基于磁场诱导自组装的超黑材料的全反射率曲线图；
图6为对比例1制备的超黑材料的全反射率曲线图；
图7为实施例1与对比例1制备的超黑材料的实物对照图；
图8为实施例1和对比例1制备的超黑材料的性能对比原理图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种基于磁场诱导自组装的超黑材料的制备方法，所述流程示意图如图1所示，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将4.8g聚二甲基硅氧烷(按质量比为10:1称取道康宁184硅橡胶A组分和道康宁184硅橡胶B组分)、5g四氧化三铁、0.2g碳黑与30g石油醚在高速脱泡搅拌机中以2000rpm混合5min，得到磁性粒子分散液；
(2)在基底表面喷涂20μm厚的聚二甲基硅氧烷和碳黑的分散液作为复合膜层，所述分散液中碳黑的质量比为2％；然后将其置于表磁为300mT的镀镍铷铁硼永磁铁上方，使用0.3mm口径喷枪，气流压力设置为0.2MPa，将步骤(1)所述磁性粒子分散液通过喷枪喷出，磁性纳米粒子分散液从喷口出来被雾化成微米级别液滴，沉积在基底上，沉积的磁性纳米粒子液滴在磁场下被磁化，吸引后续液滴在其上方继续沉积，使锥体高度进一步增加，得到锥形阵列结构；所述喷涂的时间为120s；
(3)将步骤(2)所述锥形阵列结构在永磁铁辅助下在80℃固化120min，得到所述超黑材料。
实施例2
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(2)使用表磁为350mT镀镍铷铁硼永磁铁外，其余均与实施例1相同。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(2)使用表磁为500mT镀镍铷铁硼永磁铁外，其余均与实施例1相同。
实施例4
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(2)使用表磁为200mT镀镍铷铁硼永磁铁外，其余均与实施例1相同。
实施例5
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(2)使用0.8mm口径喷枪外，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(2)所述喷涂的时间为15s外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(2)所述喷涂的时间为150s外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(2)所述气流压力设置为0.4MPa外，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(1)将4.9g聚二甲基硅氧烷、5g四氧化三铁粒子、0.1g碳黑与30g石油醚在高速脱泡搅拌机中以2000rpm混合5min外，其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(1)将6.4g聚二甲基硅氧烷、3.5g四氧化三铁粒子、0.1g碳黑与30g石油醚在高速脱泡搅拌机中以2000rpm混合5min外，其余均与实施例1相同。
实施例11
本实施例与实施例1的区别仅在于，除步骤(1)将3.4g聚二甲基硅氧烷、6.5g四氧化三铁粒子、0.1g碳黑与30g石油醚在高速脱泡搅拌机中以2000rpm混合5min外，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于，除步骤(2)和步骤(3)所述喷涂及固化过程中不使用镀镍铷铁硼永磁铁辅助外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别仅在于，除步骤(1)不添加四氧化三铁，将9.6g聚二甲基硅氧烷和0.4g碳黑与30g石油醚外，其余均与实施例1相同。
将实施例1制备的超黑材料进行扫描电镜表征，结果如图2和图3所示，从图中可以看出，磁性纳米粒子分散液在磁场存在下经过喷涂可以自发形成具有良好准直性的锥体结构；锥体结构由下部分近圆柱体和上部分近圆锥体组成，且具有较大的长径比；锥体顶部尺寸为5μm。通过光学显微镜大量统计锥体尺寸，实施例1得到的锥体平均高度为764μm，其具有一定高度的锥体结构能有效允许光线的进入，进而增强光线在结构内部的多重发射行为。
将实施例1-3制备的超黑材料进行表征，通过光学显微镜大量统计锥体尺寸，结果如图4所示，实施例1-3的锥体平均高度分别为764μm、874μm和936μm，由此表明：随着磁场强度增加，锥体在磁场下感应生成的磁场强度增大，对液滴的吸引作用增强。
将实施例1-11和对比例1-2制备的超黑材料进行表征，通过光学显微镜大量统计锥体尺寸，统计结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003677219240000111
Figure BDA0003677219240000121
由表1可知：
(1)本发明提供的超黑材料的制备方法，基于外部磁场对磁性纳米液滴的吸引作用成型；当磁场强度为300-500mT，随着磁场强度增加，锥体在磁场下感应生成的磁场强度增大，对液滴的吸引作用增强；但当磁场强度低于300mT时，锥体在磁场下感应生成的磁场强度较小，从而对液滴的吸引力减小，减缓了阵列结构的生长速度；
(2)由实施例1和实施例6-7对比可知，当喷涂时间过短时，锥体处于初始沉积阶段，此时锥体高度较小，不利于光线的多重反射吸收；当喷涂时间过长时，锥体结构能够到达足够的高度，但此时光吸收性能提升不显著，且高度较大，锥体易倒伏，不利于实际使用；
(3)由实施例1和实施例10-11对比可知，当磁性纳米粒子与柔性聚合物的质量比过低时，磁性液滴的在磁场下响应较弱，感应生成的磁场强度较小，从而对液滴的吸引力减小，不利于结构的生长；当磁性纳米粒子与柔性聚合物的质量比过高时，磁性液滴的在磁场下响应能力较强，感应生成的磁场强度较大，相同作用时间下锥体高度更高，但磁性纳米粒子含量增高，磁性纳米粒子分散难度增大，且复合材料整体密度增大，成本提高，不利于实际应用；
(4)由实施例1和对比例1-2对比可知，当制备过程未使用永磁铁辅助时或原材料不含有磁性纳米粒子时，材料无法产生感应磁场，失去对液滴的吸引作用，液滴随机沉积在基底表面，只形成二维平面结构，光线的多重反射消失，不利于光线的吸收。
为了进一步具体表征实施例1-3中制备的超黑材料的光吸收性质，使用Lambda950分光光度计搭配150mm分球进行全反射率测试，测试波长范围为300-2000nm，测试结果如图5所示。实施例1-3中制备得到的超黑材料可见光范围内(380-780nm)全反射率均低于1％，其中实施例1和2低于0.5％，实施例3低于0.4％；近红外范围(780-2000nm)全反射率均低于0.5％，其中实施例1和2低于0.4％，实施例3低于0.3％。实施例1-3中随着磁场强度增加，锥体高度增加，全反射率逐步降低。
为了进一步具体表征实施例1与对比例1中制备的超黑材料的光吸收性质，对比例1全反射率曲线如图6所示，其在300-2000nm波长内全反射率超过3％。
图7和8分别为实施例1和对比例1制备的超黑材料的实物对照图和对比原理图。对比例1在没有磁场辅助下制备成型，材料整体为二维平面结构，光线在入射到材料表面仅发生一次反射行为；实施例1在有磁场辅助条件下制备而成，材料整体为三维锥形阵列结构，入射光线能够进入锥体之间，产生多重反射，加强对光线的吸收。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (16)

1.一种基于磁场诱导自组装的超黑材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将磁性纳米粒子、碳基光吸收材料、柔性聚合物与溶剂混合，得到磁性粒子分散液；
所述磁性纳米粒子为四氧化三铁；所述四氧化三铁的直径为100-200nm；
所述碳基光吸收材料为碳黑；所述碳黑的直径为10-500nm；
所述柔性聚合物包括聚二甲基硅氧烷；
所述磁性纳米粒子、碳基光吸收材料与柔性聚合物的质量之比为(0.4-0.6):(0.005-0.05):(0.35-0.595)；
(2)对基底进行预处理，并置于永磁铁上方，将步骤(1)所述磁性粒子分散液通过喷涂沉积在基底表面，在磁场诱导下自组装得到锥形阵列结构；
所述永磁铁为镀镍铷铁硼永磁铁；所述镀镍铷铁硼永磁铁表磁为300-500mT；
所述喷涂的时间为30-120s；
(3)将步骤(2)所述锥形阵列结构进行固化处理，得到所述超黑材料；
所述固化处理在外部磁场辅助下固化；所述固化处理的温度为70-90℃；所述固化处理的时间为100-200min。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷由预聚合物和固化剂混合制备得到。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预聚合物为道康宁184硅橡胶A组分。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述固化剂为道康宁184硅橡胶B组分。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述预聚合物和固化剂质量比为(10-20):1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂包括石油醚。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂与所述磁性纳米粒子、碳基光吸收材料与柔性聚合物的总质量之比为(1-4):1。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述对基底进行预处理包括：在基底表面喷涂聚二甲基硅氧烷和碳黑的分散液作为预处理层。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷和碳黑的分散液中碳黑的质量百分含量为1-2％。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述预处理层的厚度为5-20μm。
11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述喷涂采用喷枪及气流辅助。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述喷枪的口径为0.3-0.8mm。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述气流的压力为0.2-0.5MPa。
14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按照质量比为(0.4-0.6):(0.005-0.05):(0.35-0.595)将磁性纳米粒子、碳基光吸收材料、柔性聚合物与溶剂混合，得到磁性粒子分散液；所述溶剂与所述磁性纳米粒子、碳基光吸收材料与柔性聚合物的总质量之比为(1-4):1；
所述磁性纳米粒子为四氧化三铁；所述四氧化三铁的直径为100-200nm；
所述碳基光吸收材料为碳黑；所述碳黑的直径为10-500nm；
所述柔性聚合物包括聚二甲基硅氧烷；
(2)对基底进行预处理，并置于永磁铁上方，将步骤(1)所述磁性粒子分散液通过喷枪喷涂30-120s且在气流吹动下沉积在基底表面，在磁场诱导下自组装得到锥形阵列结构；所述气流的压力为0.2-0.5MPa；
所述永磁铁为镀镍铷铁硼永磁铁；所述镀镍铷铁硼永磁铁表磁为300-500mT；
(3)将步骤(2)所述锥形阵列结构在外部磁场辅助下在70-90℃固化100-200min，得到所述超黑材料。
15.一种超黑材料，其特征在于，所述超黑材料采用权利要求1-14任一项所述的制备方法制备得到。
16.一种如权利要求15所述超黑材料的应用，其特征在于，所述超黑材料应用于可见光吸收领域。
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