Fysikingenjörer från det brittiska företaget Surrey Nanosystems presenterade sin nya utveckling - ett unikt material som heter Vantablack, som anses vara det mörkaste i världen. Enligt utvecklarna absorberar det nästan allt ljus, med undantag för en försumbar 0,035%, som reflekteras från ytan. Den här intressanta egenskapen gör Vantablack helt osynlig och endast föremål runt omkring kan ses.
Trots ytans grovhet ser vi dem inte ens
Video under snittet …
Den vetenskapliga pressen har redan kallat materialet för ett konstgjort svart hål. Naturligtvis har Vantablack inte en så kraftfull tyngdkraft som en riktig död stjärna, men med ljus gör den samma sak som kosmiska svarta hål - den absorberar och frigörs inte. Ett annat intressant drag i det nya materialet är att även om det är krökt från sidan verkar det fortfarande platt, eftersom alla kurvor är helt osynliga för ögat.
"När Vantablacken är böjd, förväntar sig observatören att se bucklor och rynkor, men istället ser en illusion av ett helt mörkt hål i rymden," sa studiens författare Ben Jensen, som också är CTO på Surrey Nanosystems.
Försök att skapa ett absolut mörkt material har redan gjorts mer än en gång. Så 2008 presenterade ett team från Rensselaer Polytechnic Institute material som reflekterade endast 0,045% av ljusvågorna, men utvecklarna från Surrey Nanosystems lyckades bryta denna rekord.
Materialets namn kommer från frasen Vertical Allined NanoTube Arrays (vertikalt inriktade matriser av nanorör) och ordet svart (svart).
Kampanjvideo:
Materialets speciella egenskaper återspeglas i dess namn. De första två stavelserna i Vanta är en förkortning för vertikalt inriktade kol nanorörsuppsättningar, vilket betyder "vertikalt anpassade kol nanorörsuppsättningar." Forskare har odlat kolananorör i ett laboratorium på aluminiumfolie vid låga temperaturer. De visar sig vara tätt packade tillsammans, vilket gör att ljus kan tränga in i, men mycket små mängder - främst ultraviolett, infraröd och mikrovågsugn - återspeglas från denna "skog".
Detta supersvart material minskar de ljusa nivåerna och är sju och en halv gånger bättre än koppar vid ledande värme och 10 gånger mer hållbart än stål. Därför har den en hel del potentiella applikationer, bland annat som ett "osynlighetstak" för militära objekt som måste döljas.
Det kan också användas för att belägga interiören hos mycket känsliga teleskop som är utformade för att upptäcka svaga och avlägsna föremål. Slutligen kan den användas för att förbättra prestandan hos solpaneler och infraröda sensorer.
Mikrografik av Vantablack-strukturen.
Det svartaste Vantablack®-materialet är baserat på Surrey NanoSystems 'vertikalt anpassade kol nanorör (VANTA) låg temperatur syntesprocess. Det kan enkelt kombineras med vanliga litografitekniker och gör det möjligt att vid behov skapa komplexa mönster.
Tidigare kunde VANTA-beläggningar endast appliceras på dyra, skrymmande högtemperaturlegeringar och värmebeständiga material såsom kisel, så att de inte kunde användas för känslig elektronik eller material med en relativt låg smältpunkt. Vantablack®, det svartaste beläggningsmaterialet, kännetecknas av det faktum att det kan syntetiseras på många temperaturkänsliga material (såsom aluminium), vilket är av stor betydelse för mark-, luft- och rymdapplikationer. Nanostrukturerad Vantablack® är kemiskt inert, har hög motståndskraft mot chock och vibrationer och uppvisar utmärkt stabilitet när den utsätts för värme och miljö.
Det svartaste materialet är en uppsättning vertikala, nära åtskilda kolnanorör. Denna speciella struktur bestämmer de unika egenskaperna hos Vantablack®, eftersom det är extremt svårt för ljus som passerar genom "kronan" i en sådan nanokarbon "skog" att komma ur denna fälla och reflekteras från ytan på sådant material.
Vantablack® har den högsta värmeledningsförmågan och det lägsta förhållandet mellan massa och volym av allt material som kan användas i applikationer med hög emissivitet. Det har praktiskt taget försumbar avgasning och partikelutsläpp, vilket eliminerar en huvudsaklig föroreningskälla i känsliga avbildningssystem. Den kan motstå de mekaniska spänningarna vid en raketutskott liksom långvariga vibrationer och är idealisk för fodring av interna komponenter som öppningar, bafflar och optiska MEMS (Micro Electromechanical Systems) optiska sensorer.
Det svartaste materialet har hittat praktisk användning huvudsakligen vid optisk instrumentering: som referenskällor för svartkroppsstrålning i känsliga teleskop, satellitkalibreringssystem, IR-detektorer och för att undertrycka störningar från spridd strålning i optiska system. Vantablack® kan också användas på militära fordon och rustningar, eftersom det gör dem praktiskt taget osynliga, särskilt när de används på natten.