Egy ruha, amely a valaha feljegyzett legfeketébb anyagból készült (Fotó: Cornell Egyetem).
Az anyagtudomány és az optika legújabb eredményeit ismertetve a Cornell Egyetem (USA) mérnökei bejelentették a valaha gyártott legfeketébb anyag sikeres kifejlesztését, amely képes a felületére vetülő fény akár 99,87%-át is elnyelni, ezzel majdnem elérve az „ultrafekete” határát – ez a kifejezés olyan anyagokra utal, amelyek a fény kevesebb mint 0,5%-át verik vissza.
Ennek a kiváló feketeségnek az eléréséhez a csapat nanotechnológiai technikákat és bioinspirációt kombinált.
A tudósok fehér merinógyapjúból (egy puha és rugalmas természetes szálból) kezdték a festést, majd polidopaminnal, egy szintetikus melanin polimerrel festették be, amely utánozza a természetes melanin erős fényelnyelését.
A szálakat ezután egy plazmakamrába vezetik, ahol a szál felületét maratják, így nanofibrillákat, vagyis apró szálszerkezeteket hoznak létre, amelyek képesek „csapdába ejteni” a fény fotonjait.
Ennek a folyamatnak a során a fény nem verődik vissza a felületre, hanem folyamatosan beszűrődik és elnyelődik a nanofibrillák között, aminek következtében a teljes felületen átlagosan csak körülbelül 0,13%-os a visszavert fény mennyisége.
Az anyag szerkezetét a koromfekete tollazatáról ismert Ptiloris magnificus madár ihlette (Fotó: Getty).
Ennek az anyagnak a különlegessége, hogy mindkét oldalról akár 60 fokos széles szögből nézve is megőrzi szuperfekete tulajdonságait, ellentétben számos természetes anyaggal, például egyes madárfajok tollaival, amelyek csak közvetlenül nézve tűnnek szuperfeketének.
Ez a tulajdonság teszi a fényelnyelés hatását az anyagon sokkal stabilabbá és erősebbé, mint amit szabad szemmel megfigyelhetünk, valóban „tiszta fekete” megjelenést kölcsönözve a textilanyagnak.
Más szuperfekete anyagokhoz képest, bár nem a világ legfeketébb anyagai (például a Vantablack, amely akár 99,96%-os fényelnyelési arányt is elért, vagy az MIT szén nanocsöves anyagai körülbelül 99,995%-kal), a Cornell Egyetem mérnökeinek szuperfekete szövete nagy előnnyel rendelkezik a nagyméretű gyártás, a textilekben való könnyű alkalmazhatóság és a nagyobb alkalmazási rugalmasság tekintetében.
A szövetgyártási folyamat két fő lépésből áll: először a teljes gyapjúszálat polidopaminnal festik az abszorpció optimalizálása érdekében, majd plazmakezeléssel hozzák létre a nanoszerkezetet.
Rendkívül magas abszorpciós tulajdonságainak köszönhetően ipari optikában használható fényelnyelő hordozóként kamerákhoz, teleszkópokhoz, napelemekhez és optoelektronikai eszközökhöz, amelyek csökkentett fényvisszaverődést igényelnek az energiahatékonyság növelése érdekében.
Ezenkívül a hőelnyelő hatást szigetelésre vagy felületi hőmérséklet-szabályozásra szolgáló termékekben is ki lehet használni.
Forrás: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/san-xuat-loai-vai-den-nhat-the-gioi-hap-thu-9987-anh-sang-20251205083147611.htm
Hozzászólás (0)