Nejtmavší materiál na světě

Vědci v roce 2014 vytvořili nejtmavší komerčně dostupný materiál na světě s názvem Vantablack. Pak se překonali a vytvořili ještě tmavší verzi. V roce 2019 však Vantablack sesadil z trůnu nový materiál, který se stal nejčernějším a nejtmavším materiálem na světě.

Vantablack vytvořila britská společnost Surrey NanoSystems a při svém prvním uvedení v roce 2014 původně pohlcoval všechno vizuální světlo kromě 0,035 %. Společnost poté vyvinula novou verzi Vantablack, kterou bylo možné nastříkat přímo na jiné objekty. Tato verze byla tak černá, že nikde na světě nebyl k dispozici optický spektrometr (zařízení, které měří vlnovou délku světla) s takovou citlivostí, aby ji bylo možné otestovat. Materiál dokonce absorboval světlo laseru.

Vantablack se skládá z milionů uhlíkových nanotrubiček, které jsou tak malé, že každá jednotlivá nanotrubička má průměr asi 20 nanometrů. To je 3500krát menší než průměr lidského vlasu. Když světlo dopadá na povrch Vantablack, vstupuje do prostoru mezi miliony nanotrubiček. Jak se světlo pohybuje uvnitř struktury nanotrubiček, je pohlcováno a nemůže se odrážet. Výsledkem je černý povrch, který se nejvíce blíží tomu, jak by vypadala černá díra, protože neodráží téměř žádné světlo. Podle společnosti Surrey NanoSystems se předpokládá, že na jednom čtverečním centimetru povrchu se nachází jedna miliarda nanotrubiček.

Vzhled Vantablack vytváří dramatické efekty, protože nedochází téměř k žádnému odrazu od světla. Když se nanese na trojrozměrný objekt, objekt se ve skutečnosti jeví jako dvourozměrný. Protože Vantablack pokrývá jiný povrch, je téměř nemožné vidět, jak povrch vypadá. Jakékoli záhyby nebo rýhy na povrchu se jeví jako ploché nebo jako by tam nic nebylo. Lidské oko není schopno bez odrazu světla zjistit žádné změny povrchu.

Vantablack se vyrábí procesem v komoře pro chemické nanášení z par, při kterém se pomocí lamp zvýší teplota povrchu na 430º Celsia. Podle společnosti Surrey NanoSystems to umožňuje růst uhlíkového „lesa nanotrubiček“ a název je odvozen od termínu Vertically Aligned NanoTube Arrays. Samozřejmě je to mnohem složitější.

Vantablack lze použít pro mnoho aplikací, kde není žádoucí světlo. Mezi příklady použití, které společnost uvádí, patří senzory, kalibrace satelitů, infračervené kamery a luxusní výrobky. Dokonce se testuje i ve světě umění. Zde je video, na kterém je vidět v akci.

Ale to není konec příběhu o tom, kdo vyrobil nejtmavší materiál na světě. V září 2019 inženýři z Massachusettského technologického institutu (MIT) pod vedením Briana Wardla a Kehanga Cuie vyrobili materiál, který byl desetkrát černější než jakýkoli materiál předtím, a to Vantablack.

Tento materiál byl také vyroben z uhlíkových nanotrubiček, ale rozdíl u materiálu vědců z MIT oproti materiálu Vantablack spočívá v tom, že byl vypěstován na hliníkové fólii leptané chlorem.

Tým MIT si nekladl za cíl vyrobit tmavší materiál, než byl ten předchozí. Ve skutečnosti se snažili vypěstovat uhlíkové nanotrubičky na hliníkové fólii, aby zlepšili tepelné a elektrické vodivé vlastnosti hliníku. Problém však spočíval v tom, že fólie při vystavení vzduchu rychle oxidovala, což popíralo to, čeho se snažili dosáhnout.

Aby tým oxidačnímu procesu zabránil, umístil fólii do slané vody a poté ji přemístil do pece, aby na ní vypěstoval uhlíkové nanotrubičky. Výsledkem bylo to, co chtěli. Materiál, který měl lepší elektrické a tepelné vlastnosti než dříve, ale čeho si ještě všimli, bylo, že nový materiál byl velmi, velmi černý. Po změření odrazivosti materiálu zjistili, že pohlcuje asi 99,995 % světla, které na něj dopadá, takže je ještě tmavší a černější než Vantablack.

Wardle a Chi požádali o patent na svůj nový postup a poskytli ho zdarma umělcům k použití v nekomerčních projektech. Teprve čas ukáže, kdo přijde s ještě tmavším materiálem, který bude ještě černější než ten, který se v současné době vyrábí, což je něco, v co věří i tito výzkumníci.

Zdroje: Zdroj: Mirror Online, Science Alert, Business Insider, Surrey NanoSystems, Yahoo! News Canada, MIT News

Chcete se ponořit do dalších faktů? Zkuste seriál The Wonderful World of Completely Random Facts, který najdete zde na webu Medium.

Ještě více zajímavých faktů najdete ve čtyřech svazcích Knowledge Stew:

Další skvělé příběhy na vás čekají na Knowledge Stew.

Průvodce nejzajímavějšími fakty na světě.