Det mørkeste materiale i verden

Forskere skabte i 2014 det mørkeste kommercielt tilgængelige materiale i verden, kaldet Vantablack. Derefter overgik de sig selv og lavede en endnu mørkere version. Men i 2019 blev Vantablack omstyrtet af et nyt materiale, som blev det sorteste og mørkeste materiale i verden.

Vantablack blev skabt af et britisk firma ved navn Surrey NanoSystems, og det absorberede oprindeligt alt andet end 0,035 % af det visuelle lys, da det først kom frem i 2014. Virksomheden udviklede derefter en ny version af Vantablack, som kunne sprøjtes direkte på andre objekter. Denne version var så sort, at der ikke var et optisk spektrometer (en anordning, der måler lysets bølgelængde) til rådighed noget sted i verden med den fornødne følsomhed til at teste det. Materialet absorberede endda lys fra en laser.

Vantablack består af millioner af kulstofnanorør, der er så små, at hvert enkelt nanorør har en diameter på ca. 20 nanometer. Det er 3.500 gange mindre end diameteren på et menneskehår. Når lys rammer Vantablack’s overflade, trænger det ind i rummet mellem de millioner af nanorør. Når lyset bevæger sig inden for nanorørstrukturen, bliver det absorberet og kan ikke reflekteres. Dette resulterer i en sort overflade, der kommer så tæt som vi kender på, hvordan et sort hul ville se ud, da den næsten ikke reflekterer noget lys. Det menes, at en kvadratcentimeter af overfladen indeholder en milliard nanorør, ifølge Surrey NanoSystems.

Vantablack’s udseende giver dramatiske effekter, da der næsten ikke er nogen refleksion fra lyset. Når det anbringes på et tredimensionelt objekt, ser objektet faktisk ud til at være todimensionelt. Da Vantablack belægger en anden overflade, er det næsten umuligt at se, hvordan overfladen ser ud. Eventuelle folder eller rynker på en overflade fremstår flade eller som om der ikke er noget. Det menneskelige øje er ikke i stand til at registrere nogen overfladeforandringer uden refleksion af lys.

Vantablack fremstilles gennem en proces i et kemisk dampudfældningskammer, hvor der anvendes lamper til at øge overfladens temperatur til 430º Celsius. Ifølge Surrey NanoSystems giver dette mulighed for, at der kan vokse en “nanorørskov af kulstof”, og navnet stammer fra udtrykket Vertically Aligned NanoTube Arrays. Selvfølgelig er det meget mere kompliceret end det.

Vantablack kan bruges til mange anvendelser, hvor lys ikke er ønsket. Nogle eksempler, som virksomheden giver på brugen, er sensorer, satellitkalibrering, infrarøde kameraer og luksusprodukter. Det er endda ved at blive testet i kunstverdenen. Her er en video af det i aktion.

Men det er ikke slutningen på historien om, hvem der har produceret det mørkeste materiale i verden. I september 2019 producerede ingeniører fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) under ledelse af Brian Wardle og Kehang Cui et materiale, der var ti gange mere sort end noget andet materiale før, nemlig Vantablack.

Dette materiale var også lavet af kulstofnanorør, men forskellen på MIT-forskernes materiale i forhold til Vantablack er, at det blev dyrket på klorinætset aluminiumsfolie.

MIT-holdet havde ikke sat sig for at producere et mørkere materiale end det, der var kommet før. De forsøgte faktisk at dyrke kulstofnanorør på aluminiumsfolie for at forbedre aluminiumets termiske og elektriske ledningsegenskaber. Problemet var imidlertid, at folien ville oxidere hurtigt, når den blev udsat for luft, hvilket ophævede det, de forsøgte at opnå.

For at modvirke oxidationsprocessen lagde holdet folien i saltvand og flyttede den derefter ind i en ovn for at dyrke kulstofnanorørene. Det, der blev resultatet, var det, de ønskede. Et materiale, der havde bedre elektriske og termiske egenskaber end tidligere, men hvad de også bemærkede, var, at det nye materiale var meget, meget sort. Efter at have målt materialets refleksionsevne opdagede de, at det absorberede ca. 99,995 % af det lys, der ramte det, hvilket gjorde det endnu mørkere og mere sort end Vantablack.

Wardle og Chi ansøgte om patent på deres nye proces og gjorde det gratis for kunstnere til brug i ikke-kommercielle projekter. Kun tiden vil vise, hvem der kommer med et endnu mørkere materiale, der er endnu mere sort end det, der hidtil er blevet produceret, hvilket selv disse forskere tror vil ske.

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

Vil du dykke ned i flere fakta? Prøv The Wonderful World of Completely Random Facts-serien, her på Medium.

Find endnu flere interessante fakta i de fire bind af Knowledge Stew: The Guide to the Most Interesting Facts in the World.

Mere fantastiske historier venter på dig på Knowledge Stew.