Brytyjscy naukowcy stworzyli najczarniejszy materiał na świecie. Vantablack pochłania rekordową ilość 99,96 proc. padającego na jego powierzchnię promieniowania, a oprócz tego może być stosowany na znacznie szerszej gamie surowców niż jego poprzednicy. Odkrycie oznacza nowe możliwości rozwoju dla produkcji instrumentów optycznych, sektora kosmicznego czy wojskowego.
Niesamowite wrażenie, jakie robi opracowany przez brytyjską firmę Surrey NanoSystems materiał nazwany Vantablack, oddają nawet zdjęcia, na których jest nałożony na folię aluminiową. Widzimy, że na brzegach jest pognieciona, z wybrzuszeniami i załamaniami, ale na środku, gdzie znajduje się superczarny materiał, nie można dostrzec żadnych kształtów ani faktury. Równie dziwnie, dwuwymiarowo, wyglądałby człowiek w ubraniu wykonanym z Vantablack.
- Straciłoby ono wszystkie cechy kroju. To byłoby po prostu coś czarnego przemieszczającego się obok - opisuje Ben Jensen, dyrektor ds. technicznych Surrey NanoSystems.
Nanorurki jak węglowa trawa
To efekt tego, że zbudowany z ciasno upakowanych nanorurek węglowych Vantablack pochłania aż 99,96 proc. promieniowania, które pada na jego powierzchnię. To współczynnik najwyższy w historii. Dlatego materiał jest czarniejszy niż wszystko, co do tej pory mogliśmy oglądać.Nanorurki to włókna tak cienkie, jak jedna dziesięciotysięczna część ludzkiego włosa. Jensen tłumaczy, że naukowcy hodują je, jakby uprawiali węglowy trawnik.
- Rosną bardzo szybko - przekonuje. - Rurki są oddalone od siebie. Gdy w ten materiał uderza cząstka światła, dostaje się pomiędzy rurki i odbija się między nimi, jest wchłaniana i zamieniana w ciepło. Światło wnika w ten materiał, ale nie może się wydostać z powrotem - wyjaśnia.
Kluczowe obniżenie temperatur
Nanorurki węglowe zostały odkryte w 1990 roku. Od tego czasu wciąż trwają prace nad takim zbudowanym z nich materiałem, który pochłonie jak najwięcej światła, czyli będzie najczarniejszy z czarnych. W Vantablack ekscytuje nie tylko wyśrubowanie tego współczynnika. Przełomem jest to, że Vantablack może "rosnąć" w "niskich" temperaturach, nawet 400 st. C. To spora różnica w porównaniu do 750 st. C, w których uzyskiwała swoje superczarne materiały NASA. Oznacza to, że Vantablack może być "hodowany" na lekkich, wrażliwych na temperaturę materiałach, takich jak aluminium, co zwiększa jego praktyczne zastosowania.
Dotychczasowe sposoby uzyskiwania "superczarnych" materiałów opartych na węglowych nanorurkach wymagały stosowania wysokich temperatur, co uniemożliwiało ich bezpośrednie zastosowanie np. do wrażliwej elektroniki albo materiałów o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia. To, wraz z słabą przyczepnością, uniemożliwiało ich stosowanie np. w newralgicznych punktach kosmicznej i powietrznej aparatury.
Skorzystają badania kosmiczne i wojsko
- Vantablack to przełom w przemyśle brytyjskim w kwestii zastosowania nanotechnologii do przyrządów optycznych. Pozwala np. zmniejszyć ilość światła rozproszonego, poprawiając zdolność czułych teleskopów do dostrzegania najsłabszych gwiazd. Umożliwia też stosowanie mniejszych, lżejszych źródeł w systemach kalibracji czarnych ciał kosmicznych. Jego ultraniski współczynnik odbicia zwiększa czułość zarówno naziemnych, jak i powietrznych oraz kosmicznych instrumentów - podsumował Ben Jensen.
Ten najczarniejszy obecnie superczarny materiał może zatem otworzyć nowe możliwości nie tylko dla obrazowania elektrooptycznego, ale także np. dla wojskowych systemów namierzania celu.Ben Jensen i jego zespół już pracują nad kolejną, jeszcze czarniejszą wersją Vantablack.
Autor: js/map / Źródło: Surrey NanoSystems, theguardian.com
Źródło zdjęcia głównego: Surrey NanoSystems