Fyzikálni inžinieri z britskej spoločnosti Surrey Nanosystems predstavili svoj nový vývoj - jedinečný materiál s názvom Vantablack, ktorý sa považuje za najtmavší na svete. Podľa vývojárov absorbuje takmer všetko svetlo, s výnimkou zanedbateľných 0,035%, ktoré sa odrážajú od jeho povrchu. Táto zaujímavá vlastnosť robí Vantablack úplne neviditeľným a vidno iba objekty v jeho okolí.
Napriek drsnosti povrchu ich dokonca ani nevidíme
Video pod strihom …
Vedecká tlač už tento materiál nazývala umelou čiernou dierou. Vantablack samozrejme nemá takú silnú gravitáciu ako skutočná mŕtve hviezdy, ale so svetlom robí to isté ako kozmické čierne diery - absorbuje a neuvoľňuje sa. Ďalšou zaujímavou vlastnosťou nového materiálu je to, že aj keď je zakrivený, zo strany sa stále javí plochý, pretože všetky krivky sú pre oko úplne neviditeľné.
"Pri ohýbaní Vantablacku pozorovateľ očakáva, že uvidí priehlbiny a vrásky, ale namiesto toho vidí ilúziu úplne tmavej diery vo vesmíre," uviedol spoluautor štúdie Ben Jensen, ktorý je tiež CTO v spoločnosti Surrey Nanosystems.
Pokusy o vytvorenie úplne tmavého materiálu sa už uskutočnili viackrát. V roku 2008 tím z Rensselaer Polytechnic Institute predstavil materiál, ktorý odráža iba 0,045% svetelných vĺn, ale vývojárom zo spoločnosti Surrey Nanosystems sa tento rekord podarilo prekonať.
Názov materiálu pochádza z frázy Vertikálne zarovnané NanoTube Arrays (Vertikálne zarovnané polia nanotrubíc) a slova black (black).
Propagačné video:
Zvláštne vlastnosti materiálu sa odrážajú v jeho názve. Prvé dve slabiky Vanty sú skratkou pre vertikálne zarovnané uhlíkové nanotrubičné polia, čo znamená „vertikálne zarovnané uhlíkové nanotrubičné polia“. Vedci pestovali uhlíkové nanorúrky v laboratóriu na hliníkovej fólii pri nízkych teplotách. Ukázalo sa, že sú tesne spojené, čo umožňuje prenikanie svetla dovnútra, ale z tohto „lesa“sa odráža veľmi malé množstvo - hlavne ultrafialové, infračervené a mikrovlnné.
Tento super čierny materiál redukuje bludné úrovne svetla a je sedem a polkrát lepší ako meď pri vedení tepla a 10krát odolnejší ako oceľ. Preto má veľa potenciálnych aplikácií, vrátane „stropu neviditeľnosti“pre vojenské objekty, ktoré je potrebné skryť.
Môže sa tiež použiť na natieranie vnútra vysoko citlivých ďalekohľadov určených na detekciu slabých a vzdialených objektov. Nakoniec sa dá použiť na zlepšenie výkonu solárnych panelov a infračervených senzorov.
Mikrograf Vantablackovej štruktúry.
Najčiernejší materiál Vantablack® je založený na nízkoteplotnom procese syntézy uhlíkových nanorúrok Surrey NanoSystems, ktorý je vertikálne zarovnaný. Dá sa ľahko kombinovať so štandardnými litografickými technikami a umožňuje, ak je to potrebné, vytvárať zložité vzory.
Predtým sa povlaky VANTA mohli nanášať iba na drahé objemné vysokoteplotné zliatiny a žiaruvzdorné materiály, ako je kremík, takže sa nemohli použiť na citlivú elektroniku alebo materiály s relatívne nízkou teplotou topenia. Vantablack®, najtmavší poťahový materiál, sa vyznačuje tým, že ho možno syntetizovať na mnohých materiáloch citlivých na teplotu (ako je hliník), ktoré majú veľký význam pre pozemské, vzdušné a vesmírne aplikácie. Nanoštruktúrovaný Vantablack® je chemicky inertný, má vysokú odolnosť proti nárazom a vibráciám a vykazuje vynikajúcu stabilitu, keď je vystavený teplu a prostrediu.
Najčernejším materiálom je zoskupenie vertikálnych, úzko rozmiestnených uhlíkových nanorúrok. Takáto zvláštna štruktúra určuje jedinečné vlastnosti Vantablack®, pretože pre svetlo prechádzajúce cez „korunu“takého nanokarbonového „lesa“je extrémne ťažké vystúpiť z tohto pasce a odraziť sa od povrchu takéhoto materiálu.
Vantablack® má najvyššiu tepelnú vodivosť a najmenší pomer hmotnosti k objemu akéhokoľvek materiálu, ktorý je možné použiť v aplikáciách s vysokou emisivitou. Má prakticky zanedbateľné odplyňovanie a emisie častíc, čím eliminuje hlavný zdroj kontaminácie v citlivých zobrazovacích systémoch. Odolá mechanickému namáhaniu pri odpálení rakety, ako aj dlhodobým vibráciám a je ideálny na obloženie vnútorných komponentov, ako sú otvory, usmerňovače a optické senzory MEMS (Micro Electromechanical Systems).
Najčiernejší materiál našiel praktické uplatnenie hlavne v optických prístrojoch: ako referenčné zdroje žiarenia „čiernych telies“v citlivých teleskopoch, satelitných kalibračných systémoch, IR detektoroch a na potlačenie interferencie rozptýleného žiarenia v optických systémoch. Vantablack® sa dá používať aj na vojenské vozidlá a brnenie, pretože ich robí takmer neviditeľnými, najmä pri použití v noci.