11 zajímavých faktů o Vantablacku, jedné z nejčernějších známých látek |

Vantablack je fascinující materiál vytvořený britskou společností Surrey NanoSystems. Je to jedna z nejtmavších známých látek a dokáže absorbovat až 99,965 % viditelného světla (pokud světlo dopadá kolmo k povrchu materiálu).

Zatímco slovo VANTABLACK zní jako postava Marvelu, ve skutečnosti je to zkratka pro Vertical Aligned NanoTube Arrays Black.

Navzdory svým jedinečným vlastnostem a několika užitečným funkcím není tak populární jako jiné syntetizované materiály, jako jsou geopolymery a polysiloxany. Níže uvádíme několik zajímavých faktů o Vantablacku, které vám poskytnou komplexní pochopení vývoje, chování a použití materiálu.

1. Vantablack není barva

Barvy jsou vlastnosti lidského zrakového vnímání. Když světlo dopadá na předmět, jeho povrch odráží některé barvy, zatímco všechny ostatní pohlcuje. Vnímáme pouze odražené barvy.

Vantablack není barva, ale materiál. Skládá se z mnoha drobných dutých uhlíkových nanotrubiček, z nichž každá je asi 50000 1krát menší než šířka lidského vlasu. Povrch 1 cm obsahuje asi XNUMX miliardu nanotrubiček.

Když světlo dopadne na tyto nanotrubice, je absorbováno a velmi málo světla se dostane do našeho oka. Vantablack je tedy v podstatě „absence barev“.

2. Kam jde tato barva?

K vytvoření Vantablacku se používá metoda chemické depozice par, která zahrnuje pěstování „lesa“ svislých trubek na substrátu. Když světlo dopadá na tento materiál, uvízne a neustále se odklání mezi nanotrubicemi. Nakonec je světlo absorbováno a rozptýleno do tepla.

3. Vytvoření Vantablack

Mnoho podobných materiálů pohlcujících barvu bylo vyvinuto na počátku roku 2010. Tento materiál je však zajímavý zejména tím, že jej lze vytvářet při teplotách 400°C.

NASA pěstovala předchozí hluboké černé při 750 °C, což vyžadovalo, aby materiály byly odolnější vůči teplu než Vantablack, což omezuje jejich praktické aplikace.

4. Tepelně odolný materiál

Úrovně uvolňování částic a odplyňování (uvolňování materiálu zachyceného v materiálu) společnosti Vantablack jsou velmi nízké ve srovnání s podobnými produkty vyvinutými na počátku roku 2010.

Vantablack má také větší tepelnou odolnost a zvýšenou odolnost proti mechanickým vibracím. Materiál je nerozpustný ve vodě a má hustotu 2,5 mg/cm3. Teplota tání je vyšší než 3000 °C.

5. Nepřipadá mi jako teplý samet.

Přestože materiál absorbuje až 99,965 % dopadajícího světla a působí měkkým, sametovým dojmem, nevyvolává žádné fyzické vjemy. Vantablack působí na dotek jako hladký povrch.

6. Náchylné k poškození

Vertikálně uspořádané nanotrubice jsou extrémně dlouhé ve srovnání s jejich průměrem. Za normálních podmínek zůstávají vzpřímené, ale pokud na ně příliš zatlačíte, mohou se snadno zlomit. Vantablack proto nelze aplikovat na nechráněné povrchy. Jediným pohybem zápěstí by ztratil své kouzlo.

Přestože je citlivý na dotyk, odolá dalším vlivům, jako jsou vibrace a nárazy. Uhlíkové nanotrubice totiž nemají prakticky žádnou hmotnost. Žádná hmotnost znamená žádnou sílu při zrychlení. Vantablack by tedy mohl být ideální látkou pro objekty, které vydrží hrbolatou jízdu, jako je například start do vesmíru.

7. Vantablack není nejtemnější materiál na světě

V roce 2019 přišli vědci z MIT s „nejčernější“ látkou, která je asi 10krát tmavší než Vantablack. Absorbuje více než 99,995 % dopadajícího světla, což z něj dělá nejtmavší materiál, jaký byl kdy pozorován.

8. Komerční výroba

Materiál byl původně vyvinut Národní fyzikální laboratoří ve Spojeném království. Zatímco Surrey NanoSystems Limited je obchodní název pro Vantablack, vertikálně zarovnaná pole nanotrubiček prodává řada společností včetně Barbara Infrared a NanoLab.

První produkt Vantablack byl dodán v roce 2014 a výroba byla rozšířena v roce 2015, aby vyhovovala potřebám zákazníků v obranném a kosmickém sektoru.

9. Tři verze Vantablacku

Spolu s vývojem vyrovnaných uhlíkových trubek je Vantablack k dispozici také ve třech různých barvách ve spreji:

Vantablack S-VIS: používá náhodně uspořádané uhlíkové nanotrubice k absorpci pásu viditelného světla.

Vantablack S-IR: používá náhodně uspořádané uhlíkové nanotrubice a má lepší absorpci infračerveného záření.

Vantablack VBx: Jedná se o barvy ve spreji bez nanotrubiček, které se nanášejí mnohem snadněji než ty první.

10. Aplikace

Jako jedna z nejtemnějších látek, jaké byly kdy syntetizovány, má řadu potenciálních aplikací, od zlepšení výkonu vesmírných infračervených kamer až po potlačení rozptýleného světla pronikajícího do dalekohledů.

Vesmírná technologie: Povlaky Vantablack se používají pro kalibraci černého tělesa infračervených kamer a pro zabránění pronikání rozptýleného světla do optických systémů. Tyto povlaky jsou účinné ve spektrálním rozsahu od ultrafialových až po téměř milimetrové vlny (THz).

Optika a systémy čoček: Vantablack S-VIS lze použít v moderních čočkách. Nátěr výrazně snižuje přeexponování, odlesky a oslnění způsobené rozptýleným světlem. To může poskytnout vyšší kontrast a kvalitnější vykreslování snímků, které využívají plný dynamický rozsah snímače.

Automobilový průmysl: Povlak Vantablack lze aplikovat na automobilové optické senzory a displeje. To by zlepšilo spolehlivost systému i za špatných světelných podmínek.

Tmavě černý povlak na ochranných obrazovkách nebo krytech fotoaparátů prakticky eliminuje vazbu snímače, odlesky a rozmazání pixelů, což vede k přesnějším a bezpečnějším systémům. Může být také aplikován na zpětnou optiku LiDAR, aby absorboval veškeré dopadající světlo a zlepšil celkový výkon systému denního světla.

V září 2019 BMW ukázalo koncept X6 s lakem Vantablack. Zatímco nereflexní lak bude SUV jistě odlišovat od přeplněných konkurentů, společnost neplánuje vyrábět barvu na sériových modelech X6.

V dnešní době tuto hypnotizující černou barvu používají také umělci a designéři k dekorování předmětů a vytváření zajímavých optických iluzí. Ve skutečnosti, pokud vidíte tuto barvu na 2D objektu, jako je zmačkaná fólie, potažená strana se jeví jako tmavý XNUMXD (rovný) povrch.

11. Není tak snadné koupit

Výroba Vantablack je složitý proces: v současné době se vyvíjí v závodě Surrey NanoSystems pomocí sofistikovaných strojů. Celkový proces výroby (patentováno) trvá téměř 2 dny.

Takže si nemůžete jen tak koupit kbelík Vantablacku a začít malovat stěny. Má větší cenu než zlato a diamant. Pokud je však potřebujete pro svůj výzkumný projekt, můžete společnosti poskytnout potřebné informace.