Briti ettevõtte Surrey Nanosystems füüsikainsenerid tutvustasid oma uut arendust - ainulaadset materjali nimega Vantablack, mida peetakse maailma kõige tumedamaks. Arendajate sõnul neelab see peaaegu kogu valguse, välja arvatud tühine 0,035%, mis peegeldub selle pinnalt. See huvitav omadus muudab Vantablacki täiesti nähtamatuks ja näha saab ainult selle ümbruses olevaid objekte.
Vaatamata pinna karedusele ei näe me neid isegi
Video lõike all …
Teaduslik ajakirjandus on juba nimetanud materjali kunstlikuks mustaks auguks. Muidugi ei oma Vantablack nii võimsat gravitatsiooni kui päris surnud täht, kuid valgusega teeb see samamoodi nagu kosmilised mustad augud - see imab ja ei vabasta. Uue materjali veel üks huvitav omadus on see, et isegi kõverdatud küljelt tundub see endiselt tasane, sest kõik kõverad on silmale täiesti nähtamatud.
"Kui Vantablack on painutatud, loodab vaatleja näha mõlke ja kortse, kuid näeb selle asemel illusiooni täiesti pimedas ruumis olevast aukust," ütles uuringu kaasautor Ben Jensen, kes on ka Surrey Nanosystemsi tehnikajuht.
Üritusi luua absoluutselt tumedat materjali on tehtud juba mitu korda. Nii et 2008. aastal esitas Rensselaeri polütehnilise instituudi meeskond materjali, mis peegeldas vaid 0,045% valguslainetest, kuid Surrey Nanosystems'i arendajad suutsid selle rekordi purustada.
Materjali nimi pärineb fraasist Vertikaalselt joondatud NanoTube massiivid (nanotorude vertikaalselt joondatud massiivid) ja sõnast must (must).
Reklaamvideo:
Materjali erilised omadused kajastuvad selle nimes. Vanta kaks esimest silpi on vertikaalselt joondatud süsinik nanotorude massiivide lühend, mis tähendab "vertikaalselt joondatud süsinik nanotorude massiive". Teadlased on laboris kasvatanud süsiniknanotorusid alumiiniumfooliumil madalatel temperatuuridel. Need osutuvad tihedalt kokku pakitud, mis laseb valgust siseneda, kuid sellest "metsast" peegelduvad väga väikesed kogused - peamiselt ultraviolettkiirgus, infrapuna ja mikrolaineahi.
See ülimalt must materjal vähendab hajuvat valgust ning on seitse ja pool korda parem kui soojusjuhtiv vask ja kümme korda vastupidavam kui teras. Seetõttu on sellel palju potentsiaalseid rakendusi, sealhulgas varjatud sõjaliste objektide "nähtamatuse korgina".
Seda saab kasutada ka ülitundlike teleskoopide sisemuse katmiseks, mis on mõeldud nõrkade ja kaugete objektide tuvastamiseks. Lõpuks saab seda kasutada päikesepaneelide ja infrapuna-andurite jõudluse parandamiseks.
Vantablacki struktuuri mikrograafia.
Kõige mustem Vantablack® materjal põhineb Surrey NanoSystems'i vertikaalselt joondatud süsiniknanotoru (VANTA) madala temperatuuri sünteesi protsessil. Seda saab hõlpsalt kombineerida standardsete litograafiameetoditega ja see võimaldab vajadusel teha keerukaid mustreid.
Varem võis VANTA katteid kanda ainult kallitele, mahukatele kõrge temperatuuriga sulamitele ja kuumakindlatele materjalidele nagu räni, seega ei saanud neid kasutada tundliku elektroonika või suhteliselt madala sulamistemperatuuriga materjalide jaoks. Kõige mustemat kattematerjali Vantablack® eristab asjaolu, et seda saab sünteesida paljudel temperatuuritundlikel materjalidel (näiteks alumiinium), millel on suur tähtsus maapealsetes, õhu- ja kosmoserakendustes. Nanostruktuuriga Vantablack® on keemiliselt inertne, tal on kõrge vastupidavus löökidele ja vibratsioonile ning see on kuumuse ja keskkonnaga kokkupuutel suurepärase stabiilsusega.
Musteim materjal on vertikaalsete, tihedalt asetsevate süsiniku nanotorude massiiv). See omapärane struktuur määrab kindlaks Vantablack® ainulaadsed omadused, kuna sellise nanosüsiniku "metsa" "võra" läbivat valgust on sellest püünisest välja saada ja sellise materjali pinnalt peegeldada.
Vantablack® on kõrgeima soojusjuhtivusega ja madalaima massi ja mahu suhtega mis tahes materjalist, mida saab kasutada kõrge emissiooniga rakendustes. Selle degaseerimine ja tahkete osakeste heitkogused on praktiliselt ebaolulised, kõrvaldades tundlikes kujutussüsteemides peamise saasteallika. See talub nii raketi mehaanilisi koormusi kui ka pikaajalisi vibratsioone ning sobib ideaalselt sisemiste komponentide, näiteks avade, deflektorite ja MEMS (mikroelektromehaaniliste süsteemide) optiliste andurite vooderdamiseks.
Musteim materjal on leidnud praktilist rakendust peamiselt optilistes mõõteriistades: musta keha kiirguse võrdlusallikana tundlikes teleskoopides, satelliidi kalibreerimissüsteemides, IR-detektorites ja hajutatud kiirguse tekitatavate häirete mahasurumiseks optilistes süsteemides. Vantablack®-i saab kasutada ka sõjaväe sõidukites ja raudrüüdes, kuna see muudab need praktiliselt nähtamatuks, eriti öösel.
