Sukienka wykonana z najczarniejszego materiału, jaki kiedykolwiek zarejestrowano (zdjęcie: Cornell University).
W ramach najnowszych osiągnięć w dziedzinie materiałoznawstwa i optyki inżynierowie z Cornell University (USA) ogłosili sukces w opracowaniu najczarniejszej tkaniny, jaką kiedykolwiek wyprodukowano, zdolnej absorbować do 99,87% światła padającego na powierzchnię, osiągając tym samym niemal granicę „ultraczarności” — terminu tego używa się w odniesieniu do materiałów odbijających mniej niż 0,5% światła.
Aby uzyskać tak doskonałą czerń, zespół połączył techniki nanoprzetwarzania z bioinspiracją.
Biorąc za punkt wyjścia białą wełnę merynosów (miękkie i elastyczne włókno naturalne), naukowcy zaczęli farbować ją polidopaminą, syntetycznym polimerem melaniny, który naśladuje silne pochłanianie światła przez naturalną melaninę.
Następnie włókna wprowadza się do komory plazmowej, gdzie ich powierzchnia jest trawiona w celu utworzenia nanowłókien, czyli maleńkich struktur włóknistych, które mogą „uwięzić” fotony światła.
Dzięki temu procesowi światło nie jest odbijane z powrotem na powierzchnię, lecz jest stale wchłaniane i absorbowane pomiędzy nanofibrylami, co powoduje, że ilość odbitego światła wynosi średnio tylko około 0,13% na całej powierzchni.
Struktura tkaniny została zainspirowana ptakiem Ptiloris magnificus, znanym z czarnego jak smoła upierzenia (zdjęcie: Getty).
Szczególną cechą tej tkaniny jest jej zdolność do zachowania superczarnych właściwości nawet przy oglądaniu jej pod szerokim kątem, sięgającym 60 stopni z obu stron, w przeciwieństwie do wielu naturalnych materiałów, na przykład piór niektórych gatunków ptaków, które wydają się superczarne tylko wtedy, gdy patrzy się na nie bezpośrednio.
Ta cecha sprawia, że efekt absorpcji światła przez tkaninę jest o wiele bardziej stabilny i silniejszy, niż można zaobserwować gołym okiem, nadając materiałowi tekstylnemu prawdziwie „czysto czarny” wygląd.
W porównaniu z innymi superczarnymi materiałami, choć nie najczarniejszymi na świecie (na przykład Vantablack, który osiągnął wskaźnik absorpcji światła na poziomie aż 99,96% lub materiały nanorurkowe z węgla MIT osiągające wskaźnik około 99,995%), superczarna tkanina opracowana przez inżynierów z Cornell University ma dużą przewagę pod względem produkcji na dużą skalę, łatwości zastosowania w tekstyliach i większej elastyczności zastosowań.
Proces produkcji tkaniny składa się z dwóch głównych etapów: najpierw całe włókno wełniane jest barwione polidopaminą w celu zoptymalizowania wchłaniania, a następnie poddawane obróbce plazmowej w celu stworzenia nanostruktury.
Dzięki wyjątkowo wysokim właściwościom absorpcyjnym może być stosowany w optyce przemysłowej jako podłoża absorbujące światło w aparatach fotograficznych, teleskopach, ogniwach słonecznych i urządzeniach optoelektronicznych, w których wymagane jest zmniejszenie odbicia światła w celu zwiększenia efektywności energetycznej.
Ponadto efekt absorpcji ciepła można wykorzystać także w produktach służących izolacji lub regulacji temperatury powierzchni.
Source: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/san-xuat-loai-vai-den-nhat-the-gioi-hap-thu-9987-anh-sang-20251205083147611.htm
Komentarz (0)