Cel mai întunecat material din lume

În 2014, oamenii de știință au creat cel mai întunecat material disponibil în comerț din lume, numit Vantablack. Apoi s-au întrecut pe ei înșiși și au realizat o versiune și mai întunecată. Dar în 2019, Vantablack a fost răsturnat de un nou material care a devenit cel mai negru și mai întunecat material din lume.

Vantablack a fost creat de o companie britanică numită Surrey NanoSystems, iar inițial absorbea toată lumina vizuală, cu excepția a 0,035%, atunci când a apărut pentru prima dată în 2014. Compania a dezvoltat apoi o nouă versiune de Vantablack care putea fi pulverizată direct pe alte obiecte. Această versiune era atât de neagră încât nu era disponibil nicăieri în lume un spectrometru optic (un dispozitiv care măsoară lungimea de undă a luminii) cu sensibilitatea necesară pentru a o testa. Materialul absorbea chiar și lumina de la un laser.

Vantablack este compus din milioane de nanotuburi de carbon care sunt atât de mici încât fiecare nanotub individual are un diametru de aproximativ 20 de nanometri. Acest lucru este de 3.500 de ori mai mic decât diametrul unui fir de păr uman. Atunci când lumina atinge suprafața Vantablack, aceasta intră în spațiul dintre milioanele de nanotuburi. Pe măsură ce lumina se deplasează în interiorul structurii de nanotuburi, aceasta este absorbită și nu mai poate fi reflectată. Astfel, rezultă o suprafață neagră care se apropie cât se poate de mult de ceea ce ar arăta o gaură neagră, deoarece nu reflectă aproape deloc lumina. Se crede că un centimetru pătrat de suprafață conține un miliard de nanotuburi, potrivit Surrey NanoSystems.

Aspectul Vantablack produce efecte dramatice, deoarece nu există aproape nicio reflexie a luminii. Când este pus pe un obiect tridimensional, obiectul pare de fapt a fi bidimensional. Din moment ce Vantablack acoperă o altă suprafață, este aproape imposibil să se vadă cum arată suprafața respectivă. Orice falduri sau pliuri de pe o suprafață apar plate sau ca și cum nu ar fi nimic acolo. Ochiul uman este incapabil să detecteze orice modificare a suprafeței fără reflectarea luminii.

Vantablack este realizat printr-un proces într-o cameră de depunere chimică în stare de vapori care folosește lămpi pentru a crește temperatura suprafeței la 430º Celsius. Potrivit Surrey NanoSystems, acest lucru permite creșterea unei „păduri de nanotuburi de carbon”, iar numele provine de la termenul Vertically Aligned NanoTube Arrays. Bineînțeles, este mult mai complicat decât atât.

Vantablack poate fi folosit pentru multe aplicații în care nu se dorește lumină. Printre exemplele pe care compania le dă pentru utilizarea sa se numără senzorii, calibrarea sateliților, camerele cu infraroșu și produsele de lux. Este testat chiar și în lumea artei. Iată o înregistrare video cu el în acțiune.

Dar acesta nu este sfârșitul poveștii despre cine a produs cel mai întunecat material din lume. În septembrie 2019, inginerii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT), conduși de Brian Wardle și Kehang Cui, au produs un material de zece ori mai negru decât orice alt material de până acum, și anume Vantablack.

Acest material a fost, de asemenea, realizat din nanotuburi de carbon, dar diferența față de materialul cercetătorilor de la MIT, în comparație cu Vantablack, este că a fost cultivat pe o folie de aluminiu gravată cu clor.

Echipa de la MIT nu și-a propus să producă un material mai întunecat decât ceea ce a fost înainte. De fapt, ei încercau să cultive nanotuburi de carbon pe folia de aluminiu pentru a îmbunătăți proprietățile de conducție termică și electrică ale aluminiului. Problema, însă, a fost că folia se oxida rapid atunci când era expusă la aer, anulând ceea ce încercau să obțină.

Pentru a contracara procesul de oxidare, echipa a plasat folia în apă sărată și apoi a mutat-o într-un cuptor pentru a crește nanotuburile de carbon. Ceea ce a rezultat a fost ceea ce își doreau. Un material care avea proprietăți electrice și termice mai bune decât înainte, dar ceea ce au mai observat a fost că noul material era foarte, foarte negru. După ce au măsurat reflexia materialului, au descoperit că acesta absorbea aproximativ 99,995% din lumina care îl lovea, făcându-l chiar mai întunecat și mai negru decât Vantablack.

Wardle și Chi au solicitat un brevet pentru noul lor proces și l-au pus gratuit la dispoziția artiștilor pentru a-l folosi în proiecte necomerciale. Doar timpul va spune cine va veni cu un material și mai întunecat și mai negru decât ceea ce s-a produs în prezent, lucru pe care chiar și acești cercetători cred că se va întâmpla.

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

Vreți să aprofundați mai multe fapte? Încercați seria The Wonderful World of Completely Random Facts (Lumea minunată a faptelor complet aleatorii), aici pe Medium.

Găsește și mai multe fapte interesante în cele patru volume ale Knowledge Stew: The Guide to the Most Interesting Facts in the World.

Mai multe povești grozave vă așteaptă la Knowledge Stew.