Często usłyszeć można porównanie „czarny jak węgiel”. Bardziej prawidłowo byłoby jednak powiedzieć „czarny jak Vantablack”, taką bowiem nazwę nosi najczarniejszy materiał na świecie. No dobrze, prawie najczarniejszy, ale o tym później. 

99,965%

Vantablack to materiał stworzony przez brytyjską firmę Surrey NanoSystems. Jego nazwa pochodzi od akronimu Vertically Aligned NanoTube Arrays Black, a sam materiał zbudowany jest w oparciu o węglowe nanorurki widoczne na poniższym zdjęciu mikroskopowym:

vantablack kolor materiał

Ich średnica jest aż o 50.000 razy mniejsza od średnicy ludzkiego włosa, a na powierzchni jednego centrymetra kwadratowego znajduje się aż miliard nanorurek.

Nanorurki ułożone pionowo na specjalnie przygotowanym podłożu tworzą formę „pułapki” dla padających na obiekt fotonów – zostają one zaabsorbowane, zamiast po prostu ulec odbiciu. Absorbcji ulega aż 99,965% światła widzialnego, co powoduje, że ludzkie oko widzi jedynie całkowicie czarną, bezkształtną powierzchnię.

Vantablack materiał

Powyższe zdjęcie przedstawia dwie dokładnie takie same rzeźby – jedyną różnicą między nimi jest zastosowanie powłoki zbudowanej z materiału Vantablack na jednej z nich. Wygląda to trochę tak, jakby zdjęcia uległy obróbce w programie graficznym.

Vantablack

Vantablack dobrze znosi wysokie temperatury mając temperaturę topnienia na poziomie 3000 stopni Celsjusza. Niestraszne jej również wstrząsy, ponieważ bardzo gęsta struktura węglowych nanorurek ma minimalną masę. Gorzej jest jednak z punktowym naciskiem – nanorurki są bardzo długie w porównaniu do swojej grubości, co zwiększa szanse na ich wygięcie, a to prowadziłoby do utraty całej „magii” tego materiału.

Twórcy opracowali również dodatkowe warianty Vantablack:

  • S-VIS: pochłania światło widzialne
  • S-IR: pochłania głównie podczerwień
  • VBx: specjalna wersja niewykorzystująca nanorurek dostępna jako sprej, którym można pokryć dowolny obiekt w znacznie prostszy sposób

Zastosowania materiału Vantablack 

Jako jeden z najczarniejszych materiałów na świecie, a przy tym dostępny komercyjnie, a nie jedynie w laboratoriach, Vantablack posiada szerokie spektrum potencjalnych zastosowań. Od zapobiegania wpadania rozproszonego światła do teleskopów działających w spektrum podczerwieni, przez kamuflaż termowizyjny, aż po dzieła sztuki.

vantablack

vantablack

Jednym z dzieł sztuki tego typu może być przedstawiony wyżej „Vantablack Pavilion”, który można było podziwiać podczas Igrzysk Olimpijskich w 2018 roku.

bmw vantablackbmw vantablackWykorzystać ten niezwykły materiał postanowiło również BMW, prezentując w 2019 roku na targach Frankfurt Auto Show model X6 niemal w całości pokryty Vantablack. Niestety, takiego „malowania” wciąż nie znajdziemy w salonach…

Jeszcze czarniejszy niż Vantablack

Na początku artykułu wspomniałem, że Vantablack jest jedynie prawie najczarniejszym materiałem na świecie. Dumne miano najczarniejszego zostało mu odebrane w 2019 roku przez materiał stworzony przez zespół naukowców z MIT. Ich dzieło wchłania dziesięciokrotnie więcej światła widzialnego, absorbując aż 99.995%. Dla przypomnienia, współczynnik ten wynosił 99,965%. Tu również wykorzystywany jest las nanorurek, które „rosną” na trawionej chlorkiem aluminiowej powierzchni. Co ciekawe, najczarniejszy znany materiał powstał przez przypadek podczas badań nad nanorurkami. Naukowcy z MIT próbowali jedynie usunąć utlenioną warstwę z aluminium zamaczając ją w chlorku, nie dążono do utworzenia konkurencji dla słynnego Vantablack.

Pościg na „najczarniejszy materiał” z pewnością się nie skończył, a badania nad nanorurkami z pewnością doprowadzą do powstawania powłok pochłaniających jeszcze większe ilości światła. Ostatecznym celem jest utworzenie materiału całkowicie czarnego, nie odbijającego ani jednego fotonu – to jednak nie jest osiągalne przy dzisiejszym poziomie rozwoju naukowego.