Vantablack: 11 фактов об одном из самых темных материалов в мире

По | 20.08.2020

Vantablack — увлекательный материал, созданный британской компанией Surrey NanoSystems. Это одно из самых темных известных веществ, которое может поглощать до 99,965% видимого света (если свет падает перпендикулярно поверхности материала).

Хотя слово VANTABLACK звучит как персонаж Marvel, на самом деле это аббревиатура от Veretic Aligned NanoTube Arrays Black.

Несмотря на свои уникальные свойства и несколько полезных функций, он не так популярен, как другие синтезированные материалы, такие как геополимеры и полисилоксаны. Ниже мы перечислили несколько интересных фактов о Vantablack, которые дадут вам подробное представление о разработке, поведении и применении материала.

1. Vantablack — это не цвет

Цвета — это характеристика визуального восприятия человека. Когда свет падает на объект, его поверхность отражает одни цвета, поглощая все остальные. Мы воспринимаем только отраженные цвета.

Vantablack — это не цвет, а материал. Он состоит из множества крошечных полых углеродных нанотрубок, каждая из которых примерно в 50 000 раз меньше ширины человеческого волоса. Площадь поверхности 1 см2 содержит около 1 миллиарда нанотрубок.

Когда свет падает на эти нанотрубки, он поглощается, и очень небольшая часть света достигает нашего глаза. Таким образом, Vantablack на самом деле означает «отсутствие цвета».

2. Куда уходит цвет?

Для создания Vantablack используется метод химического осаждения из паровой фазы, который включает выращивание «леса» вертикальных трубок на подложке. Когда свет падает на этот материал, он захватывается и постоянно отклоняется среди нанотрубок. В конце концов свет поглощается и рассеивается, превращаясь в тепло.

3. Создание Vantablack

В начале 2010-х годов было разработано множество похожих цветопоглощающих материалов. Однако этот особенно интересен тем, что его можно создать при 400 ° C.

НАСА ранее выращивало глубокий черный цвет при 750 ° C, что требовало, чтобы вещества были более термостойкими, чем Vantablack, что ограничивало их практическое применение.

4. Термостойкий материал

Уровни выпадения частиц и газовыделения (выброс вещества, захваченного материалом) Vantablack очень низок по сравнению с аналогичными веществами, разработанными в начале 2010-х годов.

Vantablack также отличается большей термостойкостью и повышенной устойчивостью к механической вибрации. Материал не растворяется в воде и имеет плотность 2,5 мг / см.3. Он имеет температуру плавления более 3000 ° C.

5. Не похоже на теплый бархат

Хотя материал поглощает до 99,965% падающего света и имеет мягкий, бархатистый вид, он не вызывает физических ощущений. Vantablack кажется гладкой поверхностью на ощупь.

6. Восприимчивость к повреждениям

Вертикально ориентированные нанотрубки очень длинные по сравнению с их диаметром. В нормальных условиях они остаются в вертикальном положении, но при сильном давлении они могут легко сломаться. Поэтому Vantablack нельзя наносить на незащищенные поверхности. Он потеряет свою магию всего одним движением руки.

Хотя он чувствителен к прикосновениям, он может выдерживать другие силы, такие как вибрация и удары. Это связано с тем, что углеродные нанотрубки почти не имеют массы. Отсутствие массы означает отсутствие силы во время ускорения. Таким образом, Vantablack может быть идеальным веществом для объектов, которые выдерживают ухабистые поездки, таких как космический запуск.

7. Vantablack — не самый темный материал в мире

В 2019 году исследователи из Массачусетского технологического института придумали «самое черное черное» вещество, которое примерно в десять раз темнее, чем Vantablack. Он поглощает более 99,995% падающего света, что делает его самым темным материалом за всю историю наблюдений.

8. Коммерческое производство

Изначально этот материал был разработан Национальной физической лабораторией Великобритании. Хотя Surrey NanoSystems Limited зарегистрировала товарный знак Vantablack, вертикально ориентированные массивы нанотрубок продаются разными компаниями, включая Barbara Infrared и NanoLab.

Первый продукт Vantablack был поставлен в 2014 году, а в 2015 году производство было увеличено, чтобы удовлетворить потребности покупателей в оборонном и космическом секторах.

9. Три версии Vantablack

Наряду с разработкой выровненных угольных трубок, Vantablack также изготавливается в виде трех различных распыляемых красок:

Vantablack S-VIS: использует случайно расположенные углеродные нанотрубки для поглощения полосы видимого света.

Vantablack S-IR: использует случайно расположенные углеродные нанотрубки и имеет лучшее поглощение инфракрасного излучения.

Vantablack VBx: представляют собой распыляемые краски без нанотрубок, которые намного проще наносить, чем первые.

3D-лицо, покрытое Vantablack | Surrey NanoSystems

10. Приложения

Будучи одним из самых темных из когда-либо синтезированных веществ, он имеет множество потенциальных применений, начиная от улучшения характеристик инфракрасных камер космического базирования и заканчивая подавлением паразитного света, попадающего в телескопы.

Космические технологии: Покрытия Vantablack используются для калибровки абсолютно черного тела инфракрасных камер и для предотвращения паразитного света в оптических системах. Эти покрытия эффективны в диапазоне от ультрафиолетового до почти миллиметрового (ТГц).

Оптика и системы линз: Vantablack S-VIS можно использовать в современных сборках линз. Покрытие значительно снижает чрезмерную экспозицию, вуалирующие блики и ореолы, возникающие из-за рассеянного света. Это может обеспечить рендеринг более контрастных и высококачественных изображений, которые используют полный динамический диапазон датчика.

Автомобили: Покрытие Vantablack можно наносить на автомобильные оптические датчики и дисплеи. Это повысит надежность системы даже в условиях плохого освещения.

Глубокое черное покрытие на противослепляющих экранах или корпусах камеры практически исключает привязку сенсора, устраняет блики и размытие пикселей, что позволяет создавать более точные и безопасные системы. Его также можно применять к возвратной оптике LiDAR для поглощения всего падающего света и улучшения общих характеристик системы дневного света.

BMW X6 с краской Vantablack

В сентябре 2019 года BMW представила концепт X6 с краской Vantablack. Хотя неотражающая краска определенно выделит внедорожник из множества конкурентов, у компании нет планов по производству этого цвета на серийных моделях X6.

В настоящее время этот гипнотизирующий черный цвет также используется художниками и дизайнерами для украшения предметов и создания интригующих оптических иллюзий. Фактически, если вы видите этот цвет на 3D-объекте, таком как сморщенная фольга, сторона с покрытием выглядит как темная 2D (плоская) поверхность.

Vantablack вырос на фольге | Surrey NanoSystems

11. Нелегко купить

Производство Vantablack — сложный процесс: в настоящее время он разрабатывается на заводе Surrey NanoSystems с использованием сложных машин. Общий производственный процесс (запатентован) занимает почти два дня.

Читайте: Черное золото: новый материал, который может выполнять искусственный фотосинтез

Так что вы не можете просто купить ведро Vantablack и начать красить стены. Стоит дороже золота и алмазов. Однако, если он вам понадобится для вашего исследовательского проекта, вы можете предоставить необходимую информацию компании.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *