Περιγραφή της απόλυτα μαύρης μπογιάς και ποιο είναι το όνομα του πιο σκούρου χρώματος στον κόσμο
Τα αντικείμενα που ονομάζουμε μαύρα δεν μπορούν να ονομάζονται έτσι επιστημονικά, γιατί ένα ορισμένο ποσοστό της ακτινοβολίας που προσπίπτει σε αυτά ανακλάται. Η πιο μαύρη μπογιά στον κόσμο πρέπει να θεωρείται αυτή που απορροφά το 100% των ακτίνων φωτός. Αυτό το χρώμα δημιουργήθηκε από Βρετανούς επιστήμονες της Surrey NanoSystems. Η ουσία που προκύπτει αντανακλά μόνο το 0,04% του προσπίπτοντος φωτός και φαίνεται στον θεατή ότι δεν βλέπει ένα τρισδιάστατο αντικείμενο, αλλά ένα τεράστιο κενό σαν μαύρη τρύπα.
Ποιο χρώμα είναι το πιο μαύρο
Οι δημιουργοί της Surrey NanoSystems ονόμασαν το πνευματικό τέκνο τους Vantablack. Το πρώτο μέρος του ονόματος "vanta" είναι συντομογραφία της αγγλικής έκφρασης "arrays de nanotubes vertically aligned" - δηλαδή "arrays of nanotubes aligned vertically".
Το Vantablack δεν μπορεί να ονομαστεί βαφή με την κλασική έννοια. Δεν είναι χρωστική ουσία, αλλά ουσία που αποτελείται από μεγάλο αριθμό νανοσωλήνων, που δεν προορίζεται για βαφή. Είναι λάθος να αποκαλούμε μια ουσία ακόμη και μαύρη. Τα χρώματα αναγνωρίζονται από το ανθρώπινο μάτι όταν οι ακτίνες φωτός αντανακλώνται από μια βαμμένη επιφάνεια και το Vantablack απορροφά σχεδόν πλήρως το φως, επομένως είναι πιο σωστό να το ονομάσουμε έλλειψη χρώματος.
Το Vantablack καταγράφεται στο βιβλίο Γκίνες ως η πιο σκοτεινή ουσία στον πλανήτη.Δεν υπάρχουν φυσικά ανάλογα, ακόμη και τα πιο σκοτεινά πετρώματα άνθρακα αντανακλούν το 4% του φωτός.
Εάν μια δέσμη λέιζερ κατευθυνθεί σε μια επιφάνεια βαμμένη με νανο-μπογιά, θα εξαφανιστεί, σαν να είχε απορροφηθεί. Τα αντικείμενα που βάφονται με τη μαύρη μπογιά γίνονται αντιληπτά από τα οπτικά όργανα ως δισδιάστατα.
Το πιο σκούρο υλικό ξεπερνά το χάλυβα σε αντοχή, η θερμική του αγωγιμότητα είναι καλύτερη από τον χαλκό. Αλλά η δομή με υψηλή μηχανική αντίσταση δεν κάνει τη βαφή ανθεκτική σε έντονες μηχανικές καταπονήσεις: συνεχείς κραδασμούς και τριβές.
Πώς γίνεται και πώς λειτουργεί
Το μαύρο μελάνι είναι ένας κατακόρυφα κατευθυνόμενος νανοσωλήνας που αναπτύσσεται σε πλάκες αλουμινίου. Για τη δημιουργία του Vantablack χρησιμοποιούνται καταλυτικά σωματίδια με διάμετρο μικρότερη από δύο νανόμετρα τα οποία, κορεσμένα με αέριο, μετατρέπονται σε σωλήνες άνθρακα. 1 εκ2 περισσότεροι από ένα δισεκατομμύριο σωλήνες συγκεντρώνονται.
Η καλλιέργεια σε αλουμίνιο πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 400°C. Συγκριτικά, η NASA δημιούργησε την έντονη μαύρη βαφή στους 750°C. Η δομή μιας ουσίας χαρακτηρίζεται από ομοιομορφία. Οι σωλήνες δεν απέχουν πολύ μεταξύ τους, αλλά δεν είναι επίσης κοντά ο ένας στον άλλο. Τα φωτόνια που πέφτουν στην επιφάνεια καταλήγουν στις κοιλότητες μεταξύ των νανοσωλήνων και απορροφώνται και μετατρέπονται σε θερμότητα. Μπορεί να συγκριθεί με το πώς το φως του ήλιου, που πέφτει σε ένα πυκνό δάσος, χάνεται ανάμεσα σε πυκνούς κορμούς δέντρων.
Το Vantablack έρχεται σε δύο γεύσεις:
- για επίστρωση επιφάνειας με ψεκασμό κενού.
- σπρέι για ψεκασμό Vantablack S-VIS.
Το Vantablack Black μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη ποικιλία υλικών. Έχει χρησιμοποιηθεί σε:
- πλάκες αλουμινίου, οξείδιο αλουμινίου και νιτρίδιο.
- πλαστικά κράματα αλουμινίου 6000 (με προσθήκη πυριτίου και μαγνησίου).
- κράματα αλουμινίου υψηλής αντοχής 7000 (με προσθήκη μαγνησίου και ψευδαργύρου).
- Ανοξείδωτο ατσάλι;
- κοβάλτιο βάσης, χαλκός, νικέλιο, μολυβδαίνιο.
- ορυκτά - ζαφείρι και χαλαζίας.
- διοξείδιο του πυριτίου;
- νιτρίδιο τιτανίου.
Η κλασική βαφή Vantablack μπορεί να εφαρμοστεί σε υλικά με σημείο τήξης 450°C. Η έκδοση με ψεκασμό του Vantablack S-VIS είναι κατάλληλη για υλικά που λιώνουν σε θερμοκρασίες άνω των 100°C.
Η πιο μαύρη μπογιά δεν έγινε για την πολιτική βιομηχανία. Αρχικός σκοπός - χρήση σε στρατιωτικές και αστρονομικές εγκαταστάσεις. Το Vantablack αποτρέπει τη διασπορά των ακτίνων φωτός στα τηλεσκόπια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βαθμονόμηση επίγειων και τροχιακών καμερών που λειτουργούν σε λειτουργία υπέρυθρης ακτινοβολίας, για την προστασία των αστροναυτών και των διαστημικών σκαφών από την ηλιακή ακτινοβολία.
Η πιο ενδιαφέρουσα και πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση χρήσης είναι η δημιουργία τηλεσκοπίων που βλέπουν εξωπλανήτες. Αυτή η τεχνική απορροφά το φως των αστεριών, καθιστώντας δύσκολη την ανίχνευση πλανητών.
Χρησιμοποιώντας βαφή, μπορείτε να δημιουργήσετε επιστρώσεις που προστατεύουν από απότομες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, αυξάνοντας έτσι την απορρόφηση θερμότητας. Ως στοιχείο θερμικής προστασίας, η ουσία είναι εφαρμόσιμη στη δημιουργία μικροσυγκροτημάτων και εξαρτημάτων ηλεκτρομηχανολογικών προϊόντων. Στη στρατιωτική βιομηχανία, η μαύρη βαφή μπορεί να είναι χρήσιμη για θερμική επίστρωση καμουφλάζ αεροσκαφών, για την κατασκευή μυστικών εγκαταστάσεων.
Το προϊόν, που δημιουργήθηκε από την Surrey NanoSystems, έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον κατασκευαστών smartphone, πολυτελών ρολογιών και ταμπλό αυτοκινήτων.Το χρώμα χρησιμοποιείται στην παραγωγή συσκευών λέιζερ αισθητήρων για χειροκίνητα και αυτόνομα οχήματα. Όλο και περισσότερο, η μαύρη βαφή Vantablack χρησιμοποιείται στην πολιτική βιομηχανία, αν και η παραγωγή εξακολουθεί να είναι πειραματική, όχι για γενική κατανάλωση.
Έτσι, έχουμε ήδη προσπαθήσει να φτιάξουμε ρούχα από μαύρη μπογιά. Λόγω των ιδιαιτεροτήτων της δομής των κλωστοϋφαντουργικών υφασμάτων, το ποσοστό απορρόφησης φωτός είναι χαμηλότερο, ωστόσο, ακόμη και σε πολύ ζαρωμένα ρούχα, δεν φαίνονται τσακίσεις.
Το πιο μαύρο κτίριο ανεγέρθηκε το 2018 στην Pyeongchang της Νότιας Κορέας για τους Χειμερινούς Ολυμπιακούς Αγώνες. Ο Βρετανός αρχιτέκτονας Asif Khan ονόμασε το περίπτερο που δημιουργήθηκε ύψους 10 μέτρων και πλάτους 35 μέτρων με 4 καμπυλωτούς τοίχους «Cosmic Split». Οι τοίχοι είναι διάσπαρτοι με φώτα που δημιουργούν το εφέ ενός έναστρου ουρανού.
Το μόνο αυτοκίνητο που καλύπτεται με Vantablack S-VIS είναι η BMW X6. Η ανακλαστικότητα της επίστρωσης είναι 1%, επομένως το αυτοκίνητο δεν φαίνεται εντελώς δισδιάστατο. Τον χειμώνα του 2020, η ελβετική εταιρεία H. Moser & Cie παρουσίασε ένα πολυτελές ρολόι με μαύρο καντράν καλυμμένο με Vantablack. Το κόστος τους είναι 75 χιλιάδες δολάρια.
Η ιστορία της εμφάνισης του σούπερ μαύρου
Το χρώμα Vantablack παρουσιάστηκε από ειδικούς της Surrey NanoSystems και Βρετανούς φυσικούς το 2014. Μαζί δημιούργησαν μια ουσία στην οποία εξαφανίζονται το 99,96% των ακτίνων φωτός του ορατού φάσματος, καθώς και οι εκπομπές ραδιοφώνου και μικροκυμάτων.
Η εφεύρεση ενδιέφερε αμέσως όχι μόνο ειδικούς στη στρατιωτική και διαστημική βιομηχανία, αλλά και τεχνίτες. Έτσι, ο διάσημος γλύπτης Anish Kapoor, ο οποίος ενδιαφέρθηκε για το χρώμα ως υλικό για εγκαταστάσεις τέχνης, συμφώνησε με μια κατασκευαστική εταιρεία να παραχωρήσει το αποκλειστικό δικαίωμα χρήσης του μαύρου υλικού που παράγεται σε μορφή σπρέι.
Η αυθάδεια του Kapoor προκάλεσε την αγανάκτηση πολλών διάσημων δασκάλων της τέχνης. Ένας από τους αγανακτισμένους ήταν ο Βρετανός καλλιτέχνης Stuart Sample. Η πράξη της εκδίκησης δεν άργησε να έρθει: ο καλλιτέχνης δημιούργησε τη δική του σειρά σούπερ βαφών για γενική κατανάλωση. Οποιοσδήποτε μπορεί να τα αγοράσει εκτός από τον Kapoor και τους υφισταμένους του.
Είναι δυνατή η αγορά του
Το Vantablack μπορεί να αγοραστεί μόνο στο Ηνωμένο Βασίλειο, μόνο από νομική οντότητα. Οι πελάτες της Paint είναι μουσεία και ιδρύματα τριτοβάθμιας εκπαίδευσης που χρειάζονται εξοπλισμό για σκοπούς επίδειξης, ερευνητικές και βιομηχανικές εταιρείες. Το προσωπικό της Surrey NanoSystems επιλέγει προσεκτικά τον πελάτη με τον οποίο σκέφτεται να συνάψει σύμβαση.
Γνωστά ανάλογα
Ο Stuart Sample, θυμωμένος με τον Kapoor, κυκλοφόρησε μια ολόκληρη σειρά μοναδικών βαφών για γενική κατανάλωση:
- BLACK 2.0 - τέλειο μαύρο.
- ΡΟΖ - σούπερ ροζ
- Glittery Glitter - σούπερ λαμπερό
- Phaze και Shift - που αλλάζουν απόχρωση με βάση τη θερμοκρασία.
Το BLACK 2.0 είναι μια εξαιρετική εξέλιξη που επιμελήθηκε ο Stuart Sample. Το χρώμα ξεπερνά το Vantablack όσον αφορά την απορρόφηση φωτός, θεωρείται το προηγμένο ανάλογό του, διαθέσιμο σε κάθε αγοραστή.
Το δείγμα δεν κατέλαβε ηγετική θέση στην υλοποίηση της πιο μαύρης βαφής για μικρό χρονικό διάστημα. Το Μασαχουσέτη NanoLab δημιούργησε μια μαύρη βαφή που ονομάζεται Singularity Black. Η απορρόφηση φωτός είναι σχεδόν 100%, επομένως τα βαμμένα αντικείμενα φαίνονται εντελώς δισδιάστατα. Ο πρώτος που χρησιμοποίησε χρώμα ήταν ο γλύπτης Jason Chase, ο οποίος δημιούργησε τη σύνθεση "Black Iron Ursa". Το προϊόν είναι διαθέσιμο σε οποιονδήποτε αγοραστή, για 20 ml ο κατασκευαστής ζητά μόνο 50 $.