Natuurkundig ingenieurs van het Britse bedrijf Surrey Nanosystems presenteerden hun nieuwe ontwikkeling - een uniek materiaal genaamd Vantablack, dat als het donkerste ter wereld wordt beschouwd. Volgens de ontwikkelaars absorbeert het bijna al het licht, behalve een verwaarloosbare 0,035%, die wordt gereflecteerd vanaf het oppervlak. Deze interessante eigenschap maakt Vantablack volledig onzichtbaar en alleen objecten eromheen zijn te zien.
Ondanks de ruwheid van het oppervlak zien we ze niet eens
Video onder de cut …
De wetenschappelijke pers heeft het materiaal al een kunstmatig zwart gat genoemd. Natuurlijk bezit Vantablack niet zo'n krachtige zwaartekracht als een echte dode ster, maar met licht doet het hetzelfde als kosmische zwarte gaten - het absorbeert en laat niet los. Een ander interessant kenmerk van het nieuwe materiaal is dat het, zelfs als het gebogen is, vanaf de zijkant nog steeds vlak lijkt, omdat alle rondingen volledig onzichtbaar zijn voor het oog.
"Wanneer de Vantablack wordt gebogen, verwacht de waarnemer deuken en rimpels te zien, maar in plaats daarvan ziet hij de illusie van een volledig donker gat in de ruimte", zei co-auteur Ben Jensen, die ook CTO is bij Surrey Nanosystems.
Pogingen om een absoluut donker materiaal te maken zijn al meer dan eens gedaan. Dus in 2008 presenteerde een team van het Rensselaer Polytechnic Institute materiaal dat slechts 0,045% van de lichtgolven weerkaatste, maar de ontwikkelaars van Surrey Nanosystems slaagden erin dit record te breken.
De naam van het materiaal komt van de uitdrukking Vertically Aligned NanoTube Arrays (verticaal uitgelijnde reeksen nanobuisjes) en het woord zwart (zwart).
Promotie video:
De bijzondere eigenschappen van het materiaal komen tot uiting in de naam. De eerste twee lettergrepen van Vanta zijn een acroniem voor verticaal uitgelijnde koolstof nanobuisjes, wat "verticaal uitgelijnde koolstof nanobuisjes" betekent. Wetenschappers hebben koolstofnanobuisjes laten groeien in een laboratorium op aluminiumfolie bij lage temperaturen. Ze blijken dicht opeengepakt te zitten, waardoor licht naar binnen kan dringen, maar zeer kleine hoeveelheden - voornamelijk ultraviolet, infrarood en microgolven - worden gereflecteerd door dit "bos".
Dit superzwarte materiaal vermindert het strooilicht en is zeven en een half keer beter dan koper bij het geleiden van warmte en 10 keer duurzamer dan staal. Daarom heeft het veel potentiële toepassingen, ook als een "onzichtbaarheidsdop" voor militaire objecten die verborgen moeten worden.
Het kan ook worden gebruikt om de binnenkant van zeer gevoelige telescopen te coaten die zijn ontworpen om zwakke en verre objecten te detecteren. Ten slotte kan het worden gebruikt om de prestaties van zonnepanelen en infraroodsensoren te verbeteren.
Microfoto van de Vantablack-structuur.
Het zwartste Vantablack®-materiaal is gebaseerd op het Surrey NanoSystems 'verticaal uitgelijnde koolstofnanobuisje (VANTA) bij lage temperatuursynthese. Het kan gemakkelijk worden gecombineerd met standaard lithografietechnieken en maakt het mogelijk om, indien nodig, complexe patronen te maken.
Vroeger konden VANTA-coatings alleen worden aangebracht op dure, volumineuze legeringen voor hoge temperaturen en hittebestendige materialen zoals silicium, dus ze konden niet worden gebruikt voor gevoelige elektronica of materialen met relatief lage smeltpunten. Vantablack®, het zwartste coatingmateriaal, onderscheidt zich doordat het gesynthetiseerd kan worden op vele temperatuurgevoelige materialen (zoals aluminium), die van groot belang zijn voor land-, lucht- en ruimtetoepassingen. Nanogestructureerde Vantablack® is chemisch inert, heeft een hoge weerstand tegen schokken en trillingen en vertoont een uitstekende stabiliteit bij blootstelling aan hitte en de omgeving.
Het zwartste materiaal is een reeks verticale, dicht bij elkaar geplaatste koolstofnanobuizen). Deze eigenaardige structuur bepaalt de unieke eigenschappen van Vantablack®, aangezien het voor licht dat door de "kruin" van zo'n nanokoolstof "bos" passeert extreem moeilijk is om uit deze val te komen en te worden gereflecteerd door het oppervlak van dergelijk materiaal.
Vantablack® heeft de hoogste thermische geleidbaarheid en de laagste massa-tot-volume-verhouding van alle materialen die kunnen worden gebruikt in toepassingen met een hoog emissievermogen. Het heeft vrijwel verwaarloosbare ontgassing en deeltjesemissies, waardoor een belangrijke bron van vervuiling in gevoelige beeldvormingssystemen wordt geëlimineerd. Het is bestand tegen de mechanische spanningen van een raketlancering en ook tegen langdurige trillingen en is ideaal voor het bekleden van interne componenten zoals openingen, schotten en MEMS (Micro Electromechanical Systems) optische sensoren.
Het zwartste materiaal heeft praktische toepassing gevonden, voornamelijk in optische instrumenten: als referentiebronnen van "black body" -straling in gevoelige telescopen, satellietkalibratiesystemen, IR-detectoren en voor het onderdrukken van interferentie door verstrooide straling in optische systemen. Vantablack® kan ook worden gebruikt op militaire voertuigen en bepantsering, omdat het deze vrijwel onzichtbaar maakt, vooral bij gebruik 's nachts.
