فستان مصنوع من أغمق قماش تم تسجيله على الإطلاق (الصورة: جامعة كورنيل).
وفي أحدث التطورات في علم المواد والبصريات، أعلن المهندسون في جامعة كورنيل (الولايات المتحدة) عن نجاح تطوير النسيج الأكثر سواداً على الإطلاق، والذي يتمتع بالقدرة على امتصاص ما يصل إلى 99.87% من الضوء الساطع على السطح، ويقترب من حد "السواد الفائق" - وهو مصطلح يستخدم للإشارة إلى المواد التي تعكس أقل من 0.5% من الضوء.
ولتحقيق هذا السواد المتفوق، قام الفريق بالجمع بين تقنيات المعالجة النانوية والإلهام البيولوجي.
وبدءًا من صوف الميرينو الأبيض (ألياف طبيعية ناعمة ومرنة)، قام العلماء بصبغه بالبولي دوبامين، وهو بوليمر الميلانين الاصطناعي الذي يحاكي امتصاص الضوء القوي للميلانين الطبيعي.
يتم بعد ذلك إدخال الألياف إلى حجرة البلازما، حيث يتم نقش سطح الألياف لإنشاء ألياف نانوية، أو هياكل ألياف صغيرة يمكنها "احتجاز" فوتونات الضوء.
ومن خلال هذه العملية، لا ينعكس الضوء مرة أخرى إلى السطح، بل يتسرب ويمتص بشكل مستمر بين الألياف النانوية، مما يؤدي إلى انعكاس كمية الضوء مرة أخرى إلى حوالي 0.13% فقط في المتوسط على السطح بأكمله.
كان تصميم القماش مستوحى من طائر Ptiloris magnificus، المعروف بريشه الأسود الداكن (الصورة: Getty).
الميزة الخاصة لهذا القماش هي قدرته على الاحتفاظ بخصائصه السوداء الفائقة حتى عند النظر إليه من زاوية واسعة تصل إلى 60 درجة على كلا الجانبين، على عكس العديد من المواد الطبيعية مثل ريش بعض أنواع الطيور، والتي تظهر سوداء للغاية فقط عند النظر إليها بشكل مباشر.
هذه الميزة هي التي تجعل تأثير امتصاص الضوء على القماش أكثر استقرارًا وقوة مما يمكن ملاحظته بالعين المجردة، مما يخلق مظهرًا "أسود نقيًا" حقًا على المادة النسيجية.
وبالمقارنة مع المواد السوداء الفائقة الأخرى، على الرغم من أنها ليست المواد الأكثر سوادًا في العالم (على سبيل المثال، فانتابلاك، التي حققت معدل امتصاص للضوء يصل إلى 99.96٪ أو مواد الأنابيب النانوية الكربونية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بنسبة حوالي 99.995٪)، فإن النسيج الأسود الفائق الذي صنعه مهندسو جامعة كورنيل يتمتع بميزة كبيرة من حيث الإنتاج على نطاق واسع وسهولة التطبيق في المنسوجات ومرونة أكبر في التطبيق.
تتكون عملية إنتاج القماش من خطوتين رئيسيتين: أولاً، صبغ ألياف الصوف بالكامل بالبولي دوبامين لتحسين الامتصاص، يليه معالجة البلازما لإنشاء البنية النانوية.
بفضل خصائص الامتصاص العالية للغاية التي يتمتع بها، يمكن استخدامه في البصريات الصناعية كركائز امتصاص الضوء للكاميرات والتلسكوبات والخلايا الشمسية والأجهزة البصرية الإلكترونية التي تتطلب انعكاسًا أقل للضوء لزيادة كفاءة الطاقة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استغلال تأثير امتصاص الحرارة في المنتجات المستخدمة في العزل أو تنظيم درجة حرارة السطح.
المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/san-xuat-loai-vai-den-nhat-the-gioi-hap-thu-9987-anh-sang-20251205083147611.htm
تعليق (0)