A világ legsötétebb anyaga
On január 21, 2022 by admin
Tudósok 2014-ben létrehozták a világ legsötétebb kereskedelmi forgalomban kapható anyagát, a Vantablacket. Aztán felülmúlták önmagukat, és készítettek egy még sötétebb változatot. De 2019-ben a Vantablacket felborította egy új anyag, amely a világ legfeketébb és legsötétebb anyaga lett.
A Vantablacket a Surrey NanoSystems nevű brit cég hozta létre, és eredetileg a vizuális fény 0,035%-a kivételével mindent elnyelt, amikor 2014-ben először megjelent. A vállalat ezután kifejlesztette a Vantablack egy új változatát, amelyet közvetlenül más tárgyakra lehetett fújni. Ez a változat annyira fekete volt, hogy sehol a világon nem állt rendelkezésre olyan érzékenységű optikai spektrométer (a fény hullámhosszát mérő eszköz), amellyel tesztelni lehetett volna. Az anyag még a lézer fényét is elnyelte.
A Vantablack több millió szén nanocsőből áll, amelyek olyan kicsik, hogy minden egyes nanocső átmérője körülbelül 20 nanométer. Ez 3500-szor kisebb, mint egy emberi hajszál átmérője. Amikor fény éri a Vantablack felületét, az a nanocsövek milliói közötti térbe jut. Ahogy a fény a nanocsövek szerkezetében mozog, elnyelődik, és nem tud visszaverődni. Ez egy olyan fekete felületet eredményez, amely a lehető legközelebb áll ahhoz, ahogyan egy fekete lyuk kinézne, mivel szinte egyáltalán nem veri vissza a fényt. A Surrey NanoSystems szerint a felület egy négyzetcentiméterén egymilliárd nanocső található.
A Vantablack megjelenése drámai hatásokat eredményez, mivel a fényből szinte semmi sem tükröződik vissza. Amikor egy háromdimenziós tárgyra kerül, a tárgy valójában kétdimenziósnak tűnik. Mivel a Vantablack bevon egy másik felületet, szinte lehetetlen látni, hogy a felület hogyan néz ki. A felületen lévő ráncok vagy gyűrődések laposnak tűnnek, vagy mintha nem is lenne ott semmi. Az emberi szem a fény visszaverődése nélkül képtelen észlelni bármilyen felületi változást.
A Vantablack egy kémiai gőzfázisú leválasztó kamrában végzett eljárással készül, amely lámpák segítségével 430 Celsius-fokra növeli a felület hőmérsékletét. A Surrey NanoSystems szerint ez lehetővé teszi a szén “nanocsövek erdejének” növekedését, a név pedig a Vertically Aligned NanoTube Arrays kifejezésből származik. Persze ennél sokkal bonyolultabb a dolog.
A Vantablack számos olyan alkalmazásban használható, ahol nem kívánatos a fény. Néhány példa, amit a cég a felhasználására hoz fel, a szenzorok, a műholdak kalibrálása, az infravörös kamerák és a luxustermékek. Még a művészet világában is tesztelik. Itt egy videó akció közben.
De ezzel még nem ért véget a történet, hogy ki állította elő a világ legsötétebb anyagát. 2019 szeptemberében a Massachusetts Institute of Technology (MIT) mérnökei Brian Wardle és Kehang Cui vezetésével egy minden eddigi anyagnál tízszer feketébb anyagot állítottak elő, a Vantablacket.
Ez az anyag szintén szén nanocsövekből készült, de az MIT kutatóinak anyaga abban különbözik a Vantablacktől, hogy azt klórral maratott alumíniumfólián növesztették.
Az MIT csapata nem azt tűzte ki célul, hogy sötétebb anyagot állítson elő, mint az eddigiek. Valójában szén nanocsöveket próbáltak növeszteni alumíniumfólián, hogy javítsák az alumínium hő- és elektromos vezetési tulajdonságait. A probléma azonban az volt, hogy a fólia gyorsan oxidálódott, amikor levegővel érintkezett, ami semmissé tette azt, amit el akartak érni.
Az oxidációs folyamat ellensúlyozására a csapat sós vízbe helyezte a fóliát, majd egy kemencébe helyezte a szén nanocsövek növesztéséhez. Az eredmény az lett, amit szerettek volna. Egy olyan anyagot, amely jobb elektromos és termikus tulajdonságokkal rendelkezett, mint korábban, de amit még észrevettek, hogy az új anyag nagyon-nagyon fekete volt. Miután megmérték az anyag fényvisszaverő képességét, rájöttek, hogy az anyag a ráeső fény mintegy 99,995%-át elnyeli, így még sötétebb és feketébb, mint a Vantablack.
Wardle és Chi szabadalmat kértek az új eljárásukra, és ingyenessé tették azt a művészek számára, hogy nem kereskedelmi célú projektekben felhasználhassák. Csak az idő fogja megmutatni, hogy ki fog előállni egy még sötétebb anyaggal, amely még feketébb, mint a jelenleg előállítottak, ami még e kutatók szerint is meg fog történni.
Források: News Canada, MIT News
Még több tényben szeretne elmerülni? Próbálja ki a The Wonderful World of Completely Random Facts sorozatot, itt a Mediumon.
Még több érdekes tényt talál a Knowledge Stew négy kötetében: The Guide to the Most Interesting Facts in the World.
Még több nagyszerű történet vár rád a Knowledge Stew oldalán.
Vélemény, hozzászólás?