Самый черный материал: Самый черный материал появился в форме спрея

Самый черный материал появился в форме спрея

Самый черный материал появился в форме спрея — Газета.Ru

Лукашенко заявил, что Украина еще при Порошенко готовилась к «войне»
20:42

Источник: бывшую жену футболиста Глушакова избили в московском отеле
20:42

Офицер ЛНР Морочко: ВСУ перебросили три ударные группировки с иностранцами…
20:41

Потолок цен на нефть из России в Евросоюзе пересмотрят в первый раз…
20:38

Экологи предложили защитить морские виды от вымирания, наладив «обмен опытом»…
20:36

Разведчик РФ: российский спецназ уничтожил в Берестовом в ЛНР украинские ангары…
20:33

Ученые предложили делать лекарства из несъедобных частей тыквы
20:30

Фигуристка Сотникова о рождении первенца: золото Олимпиады не сравнится…
20:27

Глава МИД Венгрии Сийярто: потолок цен на нефть из России навредит экономике…
20:23

Сборная Нидерландов установила рекорд по беспроигрышной серии в матчах ЧМ
20:15

Наука

close

100%

Самое черное вещество в мире, Vantablack, теперь появилось и в форме спрея. Теоретически им теперь можно покрыть любой объект, даже самолет-истребитель.

Vantablack, самый темный материал в мире, был изобретен в Великобритании в 2014 году. Он состоит из вертикально ориентированных массивов углеродных нанотрубок и поглощает 99,9% падающего на него излучения: фотоны теряются между нанотрубками и не отражаются обратно, превращаясь в тепло.

Теперь Vantablack вышел в форме спрея, сообщается на сайте компании-производителя Surrey NanoSystems.

Глаз не алмаз, а полупроводник

Ученые разработали искусственную сетчатку, способную вернуть зрение миллионам людей. Имплантат уже успешно…

13 марта 17:04

В таком виде он способен поглотить 99,8% инфракрасного, ультрафиолетового и видимого излучения и, как и предшественник, позволяет скрыть объем какого-либо объекта, визуально превратив его в черную дыру. С помощью спрея, получившего название Vantablack S-VIS, теоретически можно покрывать Vantablack крупные объекты, вплоть до истребителей.

В 2016 году создатели Vantablack — компания Surrey NanoSystems — довели светопоглощающую способность материала до такой степени, что ни один спектрометр был не в состоянии определить даже один квант света, отраженного Vantablack.

«Даже свет от мощной лазерной указки практически не отражается», — сообщили они.

До этого не существовало материала, отраженный в инфракрасном диапазоне свет от которого не мог бы уловить спектрометр.

Как говорят исследователи, когда отражательная способность полностью блокирована, возникает идеальная черная поверхность. Подобный эффект возник бы, например, если бы в лесу росли деревья высотой три километра, блокирующие все попадающие на них лучи света. Внешне объект, покрытый Vantablack, выглядит как бездонная черная дыра.

А тем временем инженеры NASA тоже создали суперчерный материал из нанотрубок, способный поглощать 99,9% света. В 2014 году на Международной космической станции были проведены его испытания. Джон Хагопян, один из разработчиков, рассказал, что материал можно будет использовать для покрытия спутниковых элементов управления, дефлекторов, абсорберов сверхпроводящих детекторов. Также их можно использовать в коронографах — специальных телескопах, позволяющих наблюдать за солнечной короной вне затмений.

Для повседневного использования Vantablack пока не подходит, нанотрубки — слишком нежный материал. Но в будущем, считает технический директор компании Surrey NanoSystems Бен Дженсен, он найдет широкое применение в автомобильной промышленности.

Одежда, которая охлаждает

Ученые придумали одежду, не греющую, а охлаждающую человека. Соавтор идеи Светлана Борискина из MIT рассказала…

02 сентября 13:18

Светопоглощающее покрытие можно будет использовать, например, для беспилотных автомобилей.

«Если солнечные лучи ослепляют систему видения, это сказывается на безопасности поездки, — отмечает он. — С помощью технологий можно улучшить подавление этого света».

Существует еще много вариантов применений Vantablack — от улучшения работы инфракрасных камер до защиты человека от радиации. Его можно использовать для увеличения поглощения тепла в материалах, используемых в технологиях по концентрации солнечной энергии и в военной промышленности для создания «температурного камуфляжа». А известный скульптор Аниш Капур предложил использовать его в роли краски для изображения бездонного космоса.

Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Новости

Дзен

Telegram

Картина дня

Военная операция РФ на Украине. День 283-й

Онлайн-трансляция военной спецоперации РФ на Украине — 283-й день

«Европа будет жить без российской нефти». Как в РФ отреагировали на решение ЕС о нефтяном потолке

Постпред в Вене предрек Европе жизнь без российской нефти

«Мы можем защитить союзников и одновременно дать России гарантии»

Макрон призвал включить гарантии для РФ в архитектуру безопасности Европы

ТАСС: в Лондоне задержали российского бизнесмена Михаила Фридмана

Шойгу уверен, что Белоруссия остается надежным партнером России в условиях давления Запада

Сборная Нидерландов обыграла США и стала первым четвертьфиналистом ЧМ-2022

Автор Time Йоффе посоветовал Зеленскому смириться с тем, что Крым останется в составе РФ

Новости и материалы

Лукашенко заявил, что Украина еще при Порошенко готовилась к «войне»

Источник: бывшую жену футболиста Глушакова избили в московском отеле

Офицер ЛНР Марочко: ВСУ перебросили три ударные группировки с иностранцами под Кременную

Потолок цен на нефть из России в Евросоюзе пересмотрят в первый раз в январе 2023 года

Экологи предложили защитить морские виды от вымирания, наладив «обмен опытом» между популяциями

Разведчик РФ: российский спецназ уничтожил в Берестовом в ЛНР украинские ангары с техникой

Ученые предложили делать лекарства из несъедобных частей тыквы

Фигуристка Сотникова о рождении первенца: золото Олимпиады не сравнится с улыбкой ребенка

Глава МИД Венгрии Сийярто: потолок цен на нефть из России навредит экономике Европы

Сборная Нидерландов установила рекорд по беспроигрышной серии в матчах ЧМ

«Нафтогаз»: Украина обсудила специальные условия закупки и оплаты газа с Норвегией

Украинская полиция задержала вандалов, срезавших граффити Бэнкси со здания в Гостомеле

ВВС США сообщили о переброске группы истребителей F-15 в Польшу

Лукашенко заявил, что ни Минск, ни Москва «войны не хотят»

В Евросоюзе пояснили, почему потолок цен на нефть России установили на уровне 60$

ЕК : Евросоюз запретит 90 дней страховать суда, перевозящие нефть РФ по цене выше $60

Мужчина откашлял гигантский сгусток крови в форме бронхиального дерева

Marca: ФИФА снова планирует изменить формат чемпионата мира — 2026

Все новости

«Россия не против соглашения»: Гросси рассказал о решении ситуации на Запорожской АЭС

Гендиректор МАГАТЭ Гросси: вывод вооружений с ЗАЭС станет частью соглашения с Киевом и Москвой

«Чрезвычайные меры». Как Twitter удалял материалы о сыне Байдена

Илон Маск выложил документы Twitter с подтверждением удаления постов о Хантере Байдене

Что смотреть в кино в декабре: победитель Канн, документалка о Балабанове и финальная часть «Бывших»

Главные кинопремьеры декабря 2022 года в России

Тест: знаете ли вы, что происходит внутри муравейника?

Пройдите тест на знание жизни муравейника и его жителей

«Снизить нужно было до $30»: в Киеве недовольны потолком цен на российскую нефть

Страны G7, Австралия и ЕС договорились установить потолок цен на нефть из РФ в $60 за баррель

Рожать или идти на аборт: что делать, если у плода обнаружена патология

Психологи: сохранять ребенка или делать аборт в случае патологии плода – решать только женщине

Лучшие фотографии недели

Тест: угадайте знаменитых нянь и гувернеров

Няня Пушкина, главная авантюристка Викторианской эпохи и другие известные воспитатели

«$3 тыс. в худшем случае». Уехавший в Таиланд IT-специалист — о работе, жилье и отношении к русским

Айтишник из Москвы рассказал, на какие зарплаты стоит рассчитывать в азиатской IT-компании

Киево-Печерскую лавру не отдали Украинской церкви. Пока

Власти Украины опровергли переход Киево-Печерской лавры под контроль ПЦУ

Польша побеждена: ЕС нашел потолок для российской нефти

ЕС согласовал потолок цен на нефть, он составит $60 за баррель

«Это театр абсурда». Новак — о планах Польши закупать российскую нефть в следующем году

Новак назвал планы Польши по закупке российской нефти в 2023 году «театром абсурда»

«Процесс начался». «Дождь» могут выгнать из Латвии

Телеканал «Дождь» оштрафовали за карту Крыма в составе России и пытаются выгнать из Латвии

Дмитрий Воденников

Ребенок на улице

О том, как нас всех однажды потеряли

Марина Ярдаева

Гирлянда из пластиковых стаканчиков

О родительских амбициях и о том, нужен ли кому-нибудь свет ненастоящих звезд

Анастасия Миронова

Если тебя слышно, ты плохой сосед

О том, что нам срочно нужно менять архаичные законы о тишине

Мария Дегтерева

Постмодернизм закончился

О новых трендах в российской культуре

Юлия Меламед

Обмануть генетику

О национальных особенностях генетического тестирования и исторической памяти

—>

Читайте также

Найдена ошибка?

Закрыть

Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.

Продолжить чтение

Самый черный материал • Анастасия Стебалина • Научная картинка дня на «Элементах» • Материаловедение

Этот темный-темный шестиугольник — образец материала Vantablack, самого черного из созданных человеком на сегодняшний день. Vantablack поглощает 99% света на длинах волн в диапазоне от 2,5 мкм до 15 мкм, а в видимом — так и вовсе 99,965% (для сравнения, самый черный уголь поглощает около 96% света). Строго говоря, ту черноту, которую мы видим на этой фотографии, нельзя даже назвать цветом — скорее, это его полное отсутствие.

Изначально Vantablack предназначался для космических нужд. Материал хорошо проявил себя с точки зрения прочности: удары и вибрации, похожие на те, что возникают, например, при запуске космического аппарата, никак не влияют на структуру материала. Тем удивительнее, что нарушить эту самую структуру способно самое незначительное давление: если просто потрогать поверхность Vantablack пальцем, углеродные трубки «примнутся», и материал потеряет значительную часть свойств. Тем не менее список областей применения этого материала постоянно растет: он помогает улучшать телескопы (например, за счет поглощения рассеянного света в их трубах) и другие оптические и инфракрасные приборы, солнечные электростанции, его используют в кино и в дизайне.

Материал обладает и другими удивительными свойствами, одно из которых хорошо видно на сегодняшней картинке дня: он умеет «съедать» пространственное измерение. На фото шестиугольник кажется плоским. На самом же деле Vantablack насажден на алюминиевую фольгу с неровностями и заломами. На видео это хорошо заметно:

Как все-таки это работает? Из названия (VANTA — Vertically Aligned NanoTube Arrays) следует, что материал состоит из вертикально ориентированных углеродных нанотрубок. Когда свет падает на поверхность Vantablack, он почти не отражается от нее, потому что толщина нанотрубок (около 20 нм) гораздо меньше длин волн оптического диапазона (который начинается от 380 нм). Большая часть света проходит между нанотрубками внутрь материала, где фотоны, многократно отражаясь от стенок, теряются в «лесу» нанотрубок и в конце концов поглощаются. При этом энергия света никуда не исчезает — она идет на нагрев материала. Поэтому Vantablack должен довольно быстро и сильно нагреваться. Но здесь дает о себе знать еще одно ценное свойство этого материала: плотно упакованные вертикальные нанотрубки прекрасно отводят тепло по длине.

Подобный материал не может существовать «сам по себе». Технология изготовления включает в себя насаждение углеродистых соединений на твердую подложку. Было бы удобно использовать подложки из алюминия, но первоначально насаждение углеродных нанотрубок производилось при высоких температурах (около 750°С), превышающих температуру плавления алюминия (660°С). Из-за этого для подложки пришлось использовать кремний. Однако кремний слишком хрупок для космических миссий, поэтому было решено усовершенствовать технологию создания Vantablack, чтобы нанотрубки можно было растить на более легком и прочном алюминии.

Для этого исследователям понадобилось несколько нетривиальных технических решений. Образцы подложки были изготовлены из алюминиевого сплава 6061-T6, затем химически очищены, и на них методом электроакустического осаждения было нанесено покрытие, которое улучшает адгезию VANTA-пленки с подложкой. Далее наносился катализатор, предназначенный для поглощения инфракрасной энергии от источника излучения и гарантирующий надежную адгезию углеродных нанотрубок к подложке. После осаждения катализатора образцы подвергали обработке на стадии активации в восстановительной атмосфере при температуре 450°С. Затем образцы переносили в реактор для фототермического плазменно-химического осаждения из газовой фазы. Этот процесс обеспечивает быстрый нисходящий нагрев катализируемой поверхности образца, сохраняя при этом основную часть подложки при значительно более низкой температуре с помощью охлаждения его опорной плитой. Рост углеродных нанотрубок был инициирован при пониженном давлении с использованием ацетилена в качестве источника углерода в смешанном газе-носителе при температуре 425°С.

Благодаря этой технологии стало возможным насаждение углеродных нанотрубок и на другие материалы: кобальт, медь, молибден, сапфир, титан, кварц и нержавеющую сталь. А недавно было разработано покрытие Vantablack S-VIS, которое можно наносить на различные поверхности как (почти) обычный спрей.

Фото с сайта surreynanosystems.com.

Анастасия Стебалина

инженеров Массачусетского технологического института разрабатывают «самый черный» материал на сегодняшний день | MIT News

Извиняюсь перед «Spinal Tap , », кажется, что черный действительно может стать еще более черным.

Инженеры Массачусетского технологического института сообщают сегодня, что они изготовили материал, который в 10 раз более черный, чем все, о чем сообщалось ранее. Материал сделан из вертикально ориентированных углеродных нанотрубок или УНТ — микроскопических углеродных нитей, похожих на пушистый лес крошечных деревьев, которые команда вырастила на поверхности алюминиевой фольги, протравленной хлором. Фольга захватывает не менее 99,995%* любого падающего света, что делает его самым черным материалом за всю историю наблюдений.

Сегодня исследователи опубликовали свои выводы в журнале ACS-Applied Materials and Interfaces. Они также демонстрируют материал, похожий на плащ, в рамках новой выставки сегодня на Нью-Йоркской фондовой бирже под названием «Искупление тщеславия».

Работа, созданная Димутом Стребе, постоянным художником Центра искусства, науки и технологий Массачусетского технологического института, в сотрудничестве с Брайаном Уордлом, профессором аэронавтики и астронавтики Массачусетского технологического института, и его группой, а также Центром искусств Массачусетского технологического института. Художник по искусству, науке и технологиям Димут Стребе представляет природный желтый бриллиант весом 16,78 карата от LJ West Diamonds, стоимость которого оценивается в 2 миллиона долларов. Команда покрыла его новым ультрачерным материалом CNT. Эффект захватывающий: драгоценный камень, обычно блестяще ограненный, выглядит как плоская черная пустота.

Уордл говорит, что материал CNT, помимо художественного заявления, может также иметь практическое применение, например, в оптических ослепителях, которые уменьшают нежелательные блики, помогая космическим телескопам обнаруживать экзопланеты на орбите.

«Существуют приложения для оптики и космонавтики для очень черных материалов, и, конечно же, художники интересовались черным цветом еще задолго до эпохи Возрождения», — говорит Уордл. «Наш материал в 10 раз чернее всего, о чем когда-либо сообщалось, но я думаю, что самый черный черный цвет — это постоянно движущаяся цель. Кто-то найдет более черный материал, и в конце концов мы поймем все лежащие в его основе механизмы и сможем должным образом создать идеальный черный цвет».

Соавтор статьи Уордла — бывший постдоктор Массачусетского технологического института Кеханг Цуй, ныне профессор Шанхайского университета Цзяо Тонг.

В пустоту

Уордл и Цуй не собирались разрабатывать ультрачерный материал. Вместо этого они экспериментировали со способами выращивания углеродных нанотрубок на электропроводящих материалах, таких как алюминий, чтобы повысить их электрические и тепловые свойства.

Но, пытаясь вырастить УНТ на алюминии, Кюи натолкнулся буквально на барьер: вездесущий слой оксида, который покрывает алюминий, когда он подвергается воздействию воздуха. Этот оксидный слой действует как изолятор, блокируя, а не проводя электричество и тепло. Пытаясь найти способ удалить слой оксида алюминия, Цюй нашел раствор в соли или хлориде натрия.

В то время группа Уордла использовала соль и другие продукты из кладовой, такие как пищевая сода и моющие средства, для выращивания углеродных нанотрубок. В своих тестах с солью Цюй заметил, что ионы хлорида разъедают поверхность алюминия и растворяют его оксидный слой.

«Этот процесс травления характерен для многих металлов, — говорит Цуй. «Например, корабли страдают от коррозии океанской воды на основе хлора. Теперь мы используем этот процесс в своих интересах».

Цуй обнаружил, что если замочить алюминиевую фольгу в соленой воде, он может удалить оксидный слой. Затем он перенес фольгу в бескислородную среду, чтобы предотвратить повторное окисление, и, наконец, поместил протравленный алюминий в печь, где группа применила методы выращивания углеродных нанотрубок с помощью процесса, называемого химическим осаждением из паровой фазы.

Удалив оксидный слой, исследователи смогли вырастить углеродные нанотрубки на алюминии при гораздо более низких температурах, чем в противном случае, примерно на 100 градусов Цельсия. Они также увидели, что комбинация УНТ на алюминии значительно улучшила тепловые и электрические свойства материала, чего они и ожидали.

Их удивил цвет материала.

«Помню, я заметил, каким черным он был до выращивания на нем углеродных нанотрубок, а после роста он выглядел еще темнее», — вспоминает Цуй. «Итак, я подумал, что должен измерить оптическую отражательную способность образца.

«Наша группа обычно не сосредотачивается на оптических свойствах материалов, но эта работа велась одновременно с нашим сотрудничеством в области искусства и науки с Димутом, поэтому в данном случае искусство повлияло на науку», — говорит Уордл.

Уордл и Кюи, которые подали заявку на патент на технологию, делают новый процесс CNT бесплатным для любого художника для использования в некоммерческом художественном проекте.

«Создан, чтобы выдерживать жестокое обращение»

Цуй измерил количество света, отраженного материалом, не только прямо над головой, но и под любым другим возможным углом. Результаты показали, что материал поглощал не менее 99,995% падающего света со всех сторон. Другими словами, он отражал в 10 раз меньше света, чем все другие суперчерные материалы, включая Vantablack. Если в материале есть неровности, выступы или какие-либо особенности, независимо от того, под каким углом на них смотреть, эти детали будут невидимы, скрыты в черной пустоте.

Исследователи не совсем уверены в механизме, влияющем на непрозрачность материала, но они подозревают, что это может быть как-то связано с комбинацией вытравленного алюминия, который несколько почернел, с углеродными нанотрубками. Ученые считают, что леса из углеродных нанотрубок могут улавливать и преобразовывать большую часть входящего света в тепло, отражая очень небольшую его часть обратно в виде света, тем самым придавая УНТ особенно черный оттенок.

«Известно, что леса CNT различных разновидностей чрезвычайно черные, но отсутствует механистическое понимание того, почему этот материал является самым черным. Это требует дальнейшего изучения», — говорит Уордл.

Материал уже вызывает интерес в аэрокосмическом сообществе. Астрофизик и лауреат Нобелевской премии Джон Мазер, не участвовавший в исследованиях, изучает возможность использования материала Уордла в качестве основы для звездного абажура — массивного черного абажура, который защитит космический телескоп от рассеянного света.

«Оптические инструменты, такие как камеры и телескопы, должны избавляться от нежелательных бликов, чтобы вы могли видеть то, что хотите видеть», — говорит Мазер. «Хотели бы вы увидеть, как Земля вращается вокруг другой звезды? Нам нужно что-то очень черное. … И этот черный должен быть прочным, чтобы выдержать запуск ракеты. Старые версии представляли собой хрупкие леса из меха, но эти больше похожи на щетки для горшков, созданные для того, чтобы выдерживать жестокое обращение».

9,96 процента входящего света. Это число было обновлено, чтобы быть более точным; материал поглощает не менее 99,995 падающего света.

Поделитесь этой новостной статьей:

Упоминания в прессе

New York Times

New York Times Репортер Натали Энджер рассказывает о том, как исследователи Массачусетского технологического института разработали новый материал с углеродными нанотрубками, который улавливает не менее 99,995% падающего света. На выставке на Нью-Йоркской фондовой бирже этот материал был использован для маскировки бриллианта весом 16,78 карата, из-за чего бриллиант кажется исчезающим.

Полная история через New York Times →

Economist

The Economist освещает «Искупление тщеславия», произведение искусства, задуманное художником Массачусетского технологического института Димутом Стребе в сотрудничестве с профессором Брайаном Уордлом, в котором бриллиант исчезает позади самый черный материал из когда-либо созданных. The Economist отмечает, что эта статья была «резкой демонстрацией аллотропии — того факта, что один элемент может проявляться во многих обличьях, в зависимости от расположения его атомов».

Полная история через Economist →

NBC Mach

Репортер NBC MACH Дениз Чоу пишет, что исследователи Массачусетского технологического института создали самый черный материал на сегодняшний день с использованием углеродных нанотрубок. «Это было неожиданно — как настоящее научное открытие», — объясняет профессор Брайан Уордл. «Мы работали над новым способом выращивания нанотрубок, и когда вы создаете новый материал, его свойства могут быть интересными».

Полная история через NBC Mach →

CNN

Вдохновленные работающим художником CAST Димутом Стребе, исследователи Массачусетского технологического института разработали новый материал, который в 10 раз темнее существующих материалов, сообщает Кендалл Траммелл для CNN. «Материал сделан из вертикально ориентированных углеродных нанотрубок или УНТ, которые представляют собой микроскопические нити углерода», — объясняет Траммелл.

Полная история на CNN →

CBC News

Профессор Брайан Уордл беседует с репортером CBC Radio Кэрол Офф о том, как в сотрудничестве с постоянным художником CAST Димутом Стребе его группа разработала новый черный материал, который поглощает 99,95 процент видимого света. Уордл объясняет, что «искусство действительно подтолкнуло науку в другом направлении, что я считаю интересным и неожиданным результатом».

Полная история через CBC News →

Popular Mechanics

Репортер журнала Popular Mechanics Дэйв Гроссман рассказывает, как ученые и художники Массачусетского технологического института создали самый черный материал. Гроссман объясняет, что материал может иметь потенциальное применение в таких областях, как астрономия, «где он может помочь космическим телескопам открывать экзопланеты».

Полная версия статьи на Popular Mechanics →

Newsweek

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали самый черный материал, когда-либо созданный с использованием углеродных нанотрубок, сообщает Ханна Осборн для 9.0003 Newsweek . «Сверхтемный материал может иметь практическое применение в телескопах, помогая уменьшить блики при взгляде в космос», — пишет Осборн.

Полная версия через Newsweek →

Fast Company

Fast Company Репортер Марк Уилсон пишет, что сотрудничество между художником CAST Димутом Стребе и профессором Брайаном Уордлом привело к созданию самого черного материала из когда-либо созданных. «Довольно интересно, что художник из моей группы повлиял на науку, — говорит Уордл. «Без этого сотрудничества мы бы не смотрели».

Полная история через Fast Company →

Gizmodo

Gizmodo Репортер Виктория Сонг пишет, что исследователи Массачусетского технологического института создали материал, который в 10 раз чернее, чем любой другой на сегодняшний день. Материал изготавливается из «вертикально выровненных углеродных нанотрубок, которые представляют собой микроскопические углеродные нити. Инженеры вырастили углеродные нанотрубки на протравленной хлором алюминиевой фольге, которая затем захватила более 99,995% входящего света в лабораторных испытаниях».

Полная история через Gizmodo →

Материнская плата

Материнская плата Репортер Бекки Феррейра пишет о том, как исследователи Массачусетского технологического института создали самый темный материал из когда-либо созданных с использованием углеродных нанотрубок. «Это действительно неожиданное научное открытие, — объясняет профессор Брайан Уордл. — Я думаю, что можно создать гораздо более черный материал, учитывая такие вещи, как морфология углеродных нанотрубок, которые мы знаем, как контролировать».

Ссылки по теме

  • Документ: «Расщепление природного оксида позволяет создавать многофункциональные иерархические архитектуры произвольной формы из углеродных нанотрубок и металлов»
  • Брайан Уордл
  • Димут Стребе
  • Факультет аэронавтики и астронавтики
  • Центр искусства, науки и технологий
  • Инженерная школа
  • Пресс-релиз: Проект MIT Art-Science приносит бриллиант «исчезновения» стоимостью 2 миллиона долларов в Нью-Йорке Фондовая биржа

Back in Black: новый самый черный материал

1 октября 2019 г.

Блог

Если вы поклонник черного цвета, то вам повезло! Самый черный материал в мире, Vantablack, больше не носит титул. Инженеры из Массачусетского технологического института разработали материал с более высоким оптическим поглощением и, следовательно, более темным цветом. В то время как Vantablack поглощает почти весь свет, которому он подвергается (99,96%), новый материал еще ближе к полному поглощению, более 99,995%.

Как и его предшественник, это новое творение имеет структуру, основанную на «лесе» углеродных нанотрубок — крошечных структур размером менее одной десятимиллионной метра, состоящих из скрученных листов атомов углерода. Однако инженеры не искали новый самый черный материал. Вместо этого они стремились решить проблему, возникающую при выращивании этих структур из нанотрубок на поверхности металлов, таких как алюминий или железо. Поскольку известно, что углеродные нанотрубки имеют низкое электрическое сопротивление (они легко пропускают электрические токи, состоящие из электронов), они могут быть полезны в электронных приложениях. Однако под воздействием воздуха такие материалы, как алюминий, подвергаются окислению, когда небольшой слой поверхности меняет свой химический состав, реагируя с кислородом. Образование этого оксидного слоя увеличивает сопротивление протеканию тока между нанотрубками и лежащим под ними алюминием, тем самым снижая эффективность работы электроники.

Чтобы противодействовать этой проблеме окисления, авторы взяли стандартный алюминий и поместили его в раствор хлорида натрия (соли). Хлорид воздействует на оксидный слой и образует шероховатую поверхность открытого алюминия. После замачивания в течение десяти часов и промывки углеродные нанотрубки были выращены поверх открытой поверхности, образуя конечный продукт с электрическим сопротивлением в пять раз ниже, чем при наличии оксидного слоя, и более высокой устойчивостью к изменениям температуры. В качестве бонуса отражательная способность света была в десять раз ниже, чем у Vantablack, что делает его кандидатом для применений, требующих максимального поглощения. Например, использование материалов с высокой поглощающей способностью в солнечных панелях, которые производят тепло, повышает эффективность этого преобразования по сравнению с обычными материалами. Кроме того, в астрономических телескопах, используемых для обнаружения далеких планет, свет, проникающий от ярких близлежащих объектов (таких как Солнце), может загрязнять сигнал, что затрудняет идентификацию этих небесных объектов.