Een jurk gemaakt van de zwartste stof ooit (Foto: Cornell University).
Dankzij de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van materiaalkunde en optica hebben ingenieurs van Cornell University (VS) met succes de zwartste stof ooit ontwikkeld. Deze stof kan maar liefst 99,87% van het licht dat op het oppervlak schijnt absorberen. Daarmee wordt bijna de grens van "ultrazwart" bereikt, een term die wordt gebruikt voor materialen die minder dan 0,5% van het licht reflecteren.
Om deze superieure zwartheid te bereiken, combineerde het team nanoprocessing-technieken en bio-inspiratie.
De wetenschappers begonnen met witte merinowol (een zachte en elastische natuurlijke vezel) en verfden het met polydopamine, een synthetisch melaninepolymeer dat de sterke lichtabsorptie van natuurlijke melanine nabootst.
De vezels worden vervolgens in een plasmakamer gebracht, waar het vezeloppervlak wordt geëtst om nanofibrillen te creëren, of minuscule vezelstructuren die lichtfotonen kunnen 'vangen'.
Door dit proces wordt het licht niet teruggekaatst naar het oppervlak, maar wordt het continu geïnfiltreerd en geabsorbeerd tussen de nanofibrillen. Hierdoor bedraagt de hoeveelheid teruggekaatst licht gemiddeld slechts 0,13% over het gehele oppervlak.
De structuur van de stof is geïnspireerd op de vogel Ptiloris magnificus, bekend om zijn gitzwarte verenkleed (Foto: Getty).
Het bijzondere aan deze stof is dat deze zijn superzwarte eigenschappen behoudt, zelfs wanneer u er vanuit een brede hoek tot wel 60 graden aan beide kanten naar kijkt. Dit in tegenstelling tot veel natuurlijke materialen, zoals de veren van sommige vogelsoorten, die pas superzwart lijken als u er rechtstreeks naar kijkt.
Deze eigenschap zorgt ervoor dat het lichtabsorberende effect op de stof veel stabieler en sterker is dan met het blote oog kan worden waargenomen. Hierdoor ontstaat er een echt ‘zuiver zwart’ uiterlijk op het textielmateriaal.
Vergeleken met andere superzwarte materialen zijn het niet de zwartste materialen ter wereld (bijvoorbeeld Vantablack, dat een lichtabsorptiepercentage van maar liefst 99,96% heeft, of de koolstofnanobuismaterialen van MIT met ongeveer 99,995%), maar de superzwarte stof van ingenieurs van Cornell University heeft een groot voordeel als het gaat om grootschalige productie, gebruiksgemak bij textiel en een grotere flexibiliteit bij de toepassing.
Het productieproces van de stof bestaat uit twee hoofdstappen. Eerst wordt de gehele wolvezel geverfd met polydopamine om de absorptie te optimaliseren. Vervolgens vindt plasmabehandeling plaats om de nanostructuur te creëren.
Dankzij de extreem hoge absorptie-eigenschappen kan het in de industriële optica worden gebruikt als lichtabsorberende substraten voor camera's, telescopen, zonnecellen en opto-elektronische apparaten waarbij minder lichtreflectie nodig is om de energie-efficiëntie te verhogen.
Daarnaast kan het warmteabsorptie-effect ook worden benut in producten voor isolatie of oppervlaktetemperatuurregeling.
Bron: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/san-xuat-loai-vai-den-nhat-the-gioi-hap-thu-9987-anh-sang-20251205083147611.htm
Reactie (0)