Memproduksi kain paling hitam di dunia, menyerap 99,87% cahaya

(Dan Tri) - Para ilmuwan di Universitas Cornell telah mengembangkan kain super hitam yang dapat menyerap 99,87% cahaya, membuka aplikasi potensial dalam teknologi optik dan material.

Gaun yang terbuat dari kain paling hitam yang pernah tercatat (Foto: Universitas Cornell).

Dalam kemajuan terbaru dalam ilmu material dan optik, para insinyur di Universitas Cornell (AS) telah mengumumkan keberhasilan pengembangan kain paling hitam yang pernah diproduksi, dengan kemampuan menyerap hingga 99,87% cahaya yang bersinar di permukaan, hampir mencapai batas "ultrablack" - istilah yang digunakan untuk merujuk pada bahan yang memantulkan kurang dari 0,5% cahaya.

Untuk mencapai tingkat kehitaman yang unggul ini, tim menggabungkan teknik pemrosesan nano dan bio-inspirasi.

Dimulai dengan wol merino putih (serat alami yang lembut dan elastis), para ilmuwan mewarnainya dengan polidopamin, polimer melanin sintetis yang meniru penyerapan cahaya yang kuat dari melanin alami.

Serat-serat tersebut kemudian dimasukkan ke dalam ruang plasma, di mana permukaan serat diukir untuk menciptakan nanofibril, atau struktur serat kecil yang dapat “menjebak” foton cahaya.

Melalui proses ini, cahaya tidak dipantulkan kembali ke permukaan tetapi terus menerus menyusup dan diserap di antara nanofibril, menyebabkan jumlah cahaya yang dipantulkan kembali hanya sekitar 0,13% rata-rata di seluruh permukaan.

Struktur kainnya terinspirasi oleh burung Ptiloris magnificus, yang dikenal karena bulunya yang hitam legam (Foto: Getty).

Fitur khusus dari kain ini adalah kemampuannya untuk mempertahankan sifat super hitamnya bahkan ketika dilihat dari sudut lebar hingga 60 derajat di kedua sisi, tidak seperti banyak bahan alami seperti bulu beberapa spesies burung, yang hanya tampak super hitam ketika diamati secara langsung.

Fitur inilah yang membuat efek penyerapan cahaya pada kain jauh lebih stabil dan kuat daripada yang diamati oleh mata telanjang, sehingga menciptakan tampilan “hitam murni” yang sesungguhnya pada bahan tekstil.

Dibandingkan dengan bahan super hitam lainnya, meskipun bukan bahan terhitam di dunia (misalnya, Vantablack, yang telah mencapai tingkat penyerapan cahaya hingga 99,96% atau bahan karbon nanotube MIT dengan sekitar 99,995%), kain super hitam buatan para insinyur Universitas Cornell memiliki keuntungan besar dalam hal produksi berskala besar, kemudahan aplikasi dalam tekstil, dan fleksibilitas aplikasi yang lebih besar.

Proses produksi kain terdiri dari dua langkah utama: pertama, pewarnaan seluruh serat wol dengan polidopamin untuk mengoptimalkan penyerapan, diikuti dengan perawatan plasma untuk membuat nanostruktur.

Dengan sifat penyerapannya yang sangat tinggi, ia dapat digunakan dalam optik industri sebagai substrat penyerap cahaya untuk kamera, teleskop, sel surya, dan perangkat optoelektronik yang memerlukan pengurangan pantulan cahaya untuk meningkatkan efisiensi energi.

Selain itu, efek penyerapan panas juga dapat dimanfaatkan dalam produk untuk isolasi atau pengaturan suhu permukaan.

Sumber: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/san-xuat-loai-vai-den-nhat-the-gioi-hap-thu-9987-anh-sang-20251205083147611.htm