Free Press

Inżynierowie MIT stworzyli najczarniejszą czarną powłokę z nanorurek węglowych, która jest podobno 10 razy ciemniejsza niż jakikolwiek materiał stworzony wcześniej, w tym Vantablack.

Powłoka, która jest wykonana z pionowo ustawionych nanorurek węglowych (CNT) uprawianych na folii aluminiowej trawionej chlorem, może pochłaniać 99,995 procent światła widzialnego.

„Nasz materiał jest 10 razy czarniejszy niż cokolwiek, co kiedykolwiek zostało zgłoszone”, powiedział Brian Wardle, profesor aeronautyki i astronautyki na MIT.

Vantablack, który został stworzony przez Surrey NanoSystems, pochłania do 99,96 procent światła widzialnego i nie był nawet poprzednią najczarniejszą czernią na rekordzie.

Wardle i zespół badaczy z MIT stworzyli powłokę podczas eksperymentowania nad sposobami wzrostu CNT na aluminium w celu poprawy jego przewodności.

Pod wpływem powietrza aluminium tworzy warstwę tlenku, która utrudnia jego właściwości przewodzenia ciepła i elektryczności. Aby usunąć tę warstwę, naukowcy namoczyli folię aluminiową w słonej wodzie na bazie chloru.

Wytrawiona folia została przeniesiona do środowiska pozbawionego tlenu, a następnie umieszczona w piecu w celu wzrostu CNT poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej.

Najczarniejsza czerń stworzona przez przypadek

Jak można się było spodziewać, proces ten poprawił właściwości termiczne i elektryczne materiału. Ale kolor materiału zaskoczył badaczy.

„Pamiętam, że zauważyłem, jak czarny był przed wzrostem CNT na nim, a następnie po wzroście, to wyglądało jeszcze ciemniejsze,” powiedział Kehang Cui, który był współautorem pracy na temat nowej czerni z Wardle.

„Więc pomyślałem, że powinienem zmierzyć odbicie optyczne próbki.”

Cui przetestował materiał podczas oświetlania z każdego możliwego kąta, odkrywając, że pochłania 99.995 procent wpadającego światła.

„Brak zrozumienia”, dlaczego nowy materiał jest najczarniejszy

Małe, przypominające lasy skupiska nanorurek węglowych zatrzymują światło, więc wszelkie grzbiety lub nierówności stają się niewidoczne, a materiał jawi się jako czarna pustka.

„Wiadomo, że lasy CNT różnych odmian są niezwykle czarne, ale brakuje mechanicznego zrozumienia, dlaczego ten materiał jest najczarniejszy” – powiedział Wardle. „To wymaga dalszych badań.”

Ta nowa najczarniejsza czerń wzbudziła zainteresowanie przemysłu lotniczego i kosmicznego. Instrumenty takie jak kamery i teleskopy używane do badania kosmosu korzystają z czarnych powłok, które mogą pochłaniać wszelkie niechciane odblaski.

„Czy chciałbyś zobaczyć Ziemię orbitującą wokół innej gwiazdy? Potrzebujemy czegoś bardzo czarnego”, powiedział astrofizyk i laureat Nagrody Nobla John Mather.

„I ta czerń musi być twarda, aby wytrzymać start rakiety. Stare wersje były delikatnymi lasami futra, ale te są bardziej jak skrubery do garnków – zbudowane, aby wytrzymać nadużycia.”

Najnowsze osiągnięcie w konkursie na stworzenie najczarniejszej czerni

Oprócz opublikowania pracy badawczej na ten temat, zespół MIT współpracował z Diemutem Strebe, artystą-rezydentem w MIT Center for Art, Science, and Technology, aby pokazać potencjał materiału.

Strebe pokrył 2 miliony dolarów (1,6 miliona funtów) 16,78-karatowy naturalny żółty diament w materiale, więc brylant pojawia się jako pływająca czarna pustka. Kawałek nazywa się Redemption of Vanity.

Konkurencja, aby rozwijać i kontrolować najczarniejszy czarny jest ostra. Artysta Anish Kapoor niesławnie kontroluje prawa do używania Vantablack w sztuce, co skłoniło artystę Stuarta Semple do opracowania Black 3.0, akrylowej farby rywalizującej z Vantablack, której Kapoor ma zakaz używania.

Ale zespół MIT jest sangwinicznie nastawiony do wyścigu o stworzenie najciemniejszego materiału.

„Najczarniejsza czerń jest ciągle ruchomym celem”, powiedział Wardle.

„Ktoś znajdzie czarniejszy materiał, a w końcu zrozumiemy wszystkie podstawowe mechanizmy i będziemy w stanie odpowiednio zaprojektować ostateczną czerń.”

Fotografia jest autorstwa Diemuta Strebe.

.