Britu kompānijas Surrey Nanosystems fizikas inženieri prezentēja savu jauno attīstību - unikālu materiālu ar nosaukumu Vantablack, kas tiek uzskatīts par tumšāko pasaulē. Pēc izstrādātāju domām, tas absorbē gandrīz visu gaismu, izņemot nenozīmīgus 0,035%, kas tiek atspoguļoti no tā virsmas. Šis interesants īpašums padara Vantablaku pilnīgi neredzamu, un ap to var redzēt tikai objektus.
Neskatoties uz virsmas raupjumu, mēs tos pat neredzam
Video zem izgriezuma …
Zinātniskā prese materiālu jau ir nodēvējusi par mākslīgo melno caurumu. Protams, Vantablakam nepiemīt tik spēcīgs gravitācijas spēks kā īstai mirušai zvaigznei, bet ar gaismu tas dara to pašu, ko kosmiskie melnie caurumi - tas absorbē un neatbrīvo. Vēl viena interesanta jaunā materiāla īpašība ir tā, ka, pat būdams izliekts, no malas tas joprojām šķiet plakans, jo visas līknes ir pilnīgi neredzamas acij.
"Kad Vantablaks ir saliekts, novērotājs sagaida, ka tajā tiks redzamas iespiedumi un grumbiņas, bet tā vietā tiek parādīta pilnīgi tumša kosmosa cauruma ilūzija," sacīja pētījuma līdzautors Bens Jensens, kurš ir arī Surrey Nanosystems CTO.
Mēģinājumi radīt absolūti tumšu materiālu jau ir veikti vairāk nekā vienu reizi. Tātad, 2008. gadā Rensselaer Politehniskā institūta komanda iesniedza materiālu, kas atspoguļoja tikai 0,045% no gaismas viļņiem, bet izstrādātājiem no Surrey Nanosystems izdevās sagraut šo ierakstu.
Materiāla nosaukums cēlies no frāzes Vertikāli izlīdzināti NanoTube masīvi (Vertikāli izlīdzināti nanocauruļu bloki) un vārda melns (melns).
Reklāmas video:
Materiāla īpašās īpašības ir atspoguļotas tā nosaukumā. Pirmās divas Vanta zilbes ir vertikāli izlīdzinātu oglekļa nanocauruļu bloku saīsinājums, kas nozīmē "vertikāli izlīdzināti oglekļa nanocauruļu bloki". Zinātnieki ir audzējuši oglekļa nanocaurules laboratorijā uz alumīnija folijas zemā temperatūrā. Izrādās, ka tie ir cieši iesaiņoti kopā, kas ļauj gaismai iekļūt iekšpusē, bet no šī "meža" tiek atspoguļoti ļoti mazi daudzumi - galvenokārt ultravioletais, infrasarkanais un mikroviļņu krāsns.
Šis īpaši melnais materiāls samazina izkliedētās gaismas līmeni un ir septiņas ar pusi reizes labāks nekā varš, ja tas vada siltumu, un ir 10 reizes izturīgāks nekā tērauds. Tāpēc tam ir daudz potenciālu pielietojumu, tostarp kā “neredzamības vāciņš” militāriem objektiem, kurus nepieciešams slēpt.
To var arī izmantot, lai pārklātu ļoti jutīgu teleskopu interjeru, kas paredzēts vāju un tālu objektu noteikšanai. Visbeidzot, to var izmantot, lai uzlabotu saules paneļu un infrasarkano sensoru veiktspēju.
Vantablaka struktūras mikrogrāfs.
Melnākais Vantablack® materiāls ir balstīts uz Surrey NanoSystems vertikāli izlīdzinātā oglekļa nanocaurules (VANTA) zemas temperatūras sintēzes procesu. To var viegli apvienot ar standarta litogrāfijas metodēm un vajadzības gadījumā ļauj veidot sarežģītus paraugus.
Iepriekš VANTA pārklājumus varēja uzklāt tikai uz dārgiem, apjomīgiem augstas temperatūras sakausējumiem un karstumizturīgiem materiāliem, piemēram, silīcija, tāpēc tos nevarēja izmantot jutīgai elektronikai vai materiāliem ar salīdzinoši zemu kušanas temperatūru. Vantablack®, melnākais pārklājuma materiāls, atšķiras ar to, ka to var sintezēt uz daudziem pret temperatūru jutīgiem materiāliem (piemēram, alumīnija), kuriem ir liela nozīme zemes, gaisa un kosmosa lietojumos. Nanostrukturēts Vantablack® ir ķīmiski inerts, tam ir augsta izturība pret triecieniem un vibrācijām, kā arī tā ir izcila stabilitāte, ja tiek pakļauta karstumam un videi.
Melnākais materiāls ir vertikālu, cieši izvietotu oglekļa nanocauruļu masīvs). Šāda savdabīga struktūra nosaka Vantablack® unikālās īpašības, jo gaismai, kas iet cauri šāda nanokarbonāta "meža" "vainagam", ir ārkārtīgi grūti izkļūt no šī slazda un atstaroties no šāda materiāla virsmas.
Vantablack® ir visaugstākā siltuma vadītspēja un viszemākā masas un tilpuma attiecība no visiem materiāliem, kurus var izmantot augstas izstarošanas spējas. Tam ir praktiski nenozīmīga atgāzēšana un daļiņu izmeši, tādējādi novēršot galveno piesārņojuma avotu jutīgās attēlveidošanas sistēmās. Tas var izturēt raķešu palaišanas mehāniskos spriegumus, kā arī ilgstošas vibrācijas, un ir lieliski piemērots iekšējo komponentu, piemēram, atveru, deflektoru un MEMS (mikroelektromehānisko sistēmu) optisko sensoru oderēšanai.
Melnākais materiāls ir praktiski pielietots galvenokārt optiskajos instrumentos: kā "melna ķermeņa" starojuma avoti jutīgos teleskopos, satelīta kalibrēšanas sistēmās, IR detektoros un lai izkliedēta starojuma radītos traucējumus samazinātu optiskajās sistēmās. Vantablack® var izmantot arī militāros transportlīdzekļos un bruņās, jo tie padarīs tos praktiski neredzamus, īpaši, ja tos lieto naktī.