Najmračniji. Najcrnji materijal na svijetu

Inženjeri fizike britanske tvrtke Surrey Nanosystems predstavili su svoje novi razvoj — jedinstveni materijal pod nazivom Vantablack, koji se smatra najmračnijim na svijetu. Prema programerima, apsorbira gotovo svu svjetlost, osim beznačajnih 0,035%, koja se reflektira od njegove površine. Ovo zanimljivo svojstvo čini Vantablack potpuno nevidljivim, a mogu se vidjeti samo objekti oko njega.

Unatoč neravninama površine, mi ih niti ne vidimo

Video ispod presjeka...

Znanstveni tisak već je taj materijal nazvao umjetnim Crna rupa. Vantablack, naravno, nema tako moćnu gravitaciju kao prava mrtva zvijezda, ali sa svjetlom radi isto što i kozmičke crne rupe – upija i ne ispušta. ostalo zanimljiva značajka Novi materijal je da, iako je zakrivljen, izvana još uvijek izgleda ravno, jer su oku svi zavoji potpuno nevidljivi.

"Kada je Vantablack savijen, promatrač očekuje da će vidjeti udubljenja i bore, ali umjesto toga ono što vidi je iluzija potpuno tamne rupe u svemiru", kaže koautor studije Ben Jensen, koji je također glavni tehnološki direktor u Surrey Nanosystems.

Pokušaji stvaranja apsolutno tamni materijal već su poduzete više od jednom. Tako je 2008. tim s Politehničkog instituta Rensselaer predstavio materijal koji je reflektirao samo 0,045% svjetlosnih valova, no programeri iz Surrey Nanosystems uspjeli su oboriti ovaj rekord.

Naziv materijala dolazi od izraza V ertično A poravnati N ano T ube A zrake ( Vertikalno orijentirani nizovi nanocijevi) i riječi crno ( crno).

Posebna svojstva materijala ogledaju se u njegovom nazivu. Prva dva sloga Vanta su akronim za okomito poredane nizove ugljikovih nanocijevi. Znanstvenici su uzgajali ugljikove nanocijevi u laboratoriju na aluminijskoj foliji niske temperature. Na kraju budu zbijeni zajedno, dopuštajući svjetlosti da prodre, ali vrlo malo - prvenstveno ultraljubičasto, infracrveno i mikrovalno svjetlo - da se reflektira od šume.

Ovaj super crni materijal smanjuje zalutalo svjetlo, provodi toplinu sedam i pol puta bolje od bakra i 10 je puta izdržljiviji od čelika. Stoga ima mnogo potencijalnih primjena, uključujući i "kapu nevidljivosti" za vojne instalacije koje treba sakriti.

Također se može koristiti za premazivanje unutrašnjosti vrlo osjetljivih teleskopa dizajniranih za otkrivanje mutnih i udaljenih objekata. Konačno, može se koristiti za poboljšanje produktivnosti solarni paneli i infracrveni senzori.

Mikrografija Vantablack® strukture.

Proces proizvodnje najcrnjeg materijal Vantablack® se temelji na tehnologiji niskotemperaturne sinteze vertikalno poravnatih ugljikovih nanocijevi (VANTA), koju je razvio Surrey NanoSystems. Tehnika nanošenja premaza Vantablack® prikladna je za raznih materijala s dimenzijama od mikrona ili više. Lako se kombinira sa standardnim metodama litografije i omogućuje, ako je potrebno, izradu složenih uzoraka.

Prethodno su se VANTA premazi mogli nanositi samo na skupe, masovne superlegure i materijale otporne na toplinu kao što je silicij, te se stoga nisu mogli koristiti na osjetljivoj elektronici ili materijalima s relativno niskim talištem. Ono što čini najcrnji premaz, Vantablack®, jedinstvenim je to što se može sintetizirati na mnogim materijalima osjetljivim na temperaturu (kao što je aluminij) koji imaju veliki značaj za zemaljske, zračne i svemirske primjene. Nanostrukturirani Vantablack® je kemijski inertan, vrlo otporan na udarce i vibracije i pokazuje izvrsnu toplinsku i ekološku stabilnost.

Najcrnji materijal je niz okomitih, blisko raspoređenih ugljikovih nanocijevi. Ova osebujna struktura određuje jedinstvena svojstva Vantablack®-a, budući da je svjetlosti koja prolazi kroz "krošnju" takve nanokarbonske "šume" iznimno teško pobjeći iz ove zamke i reflektirati se od površine takvog materijala.

Vantablack® ima najveću toplinsku vodljivost i najniži omjer mase i volumena od svih materijala koji se mogu koristiti u aplikacijama koje zahtijevaju visoku emisivnost. Ima gotovo zanemarive razine ispuštanja plinova i emisije čestica, čime eliminira glavni izvor kontaminacije u osjetljivim sustavima za snimanje. Izdržava mehanička naprezanja koja se javljaju tijekom lansiranja rakete kao i dugotrajne vibracije i idealna je za oblaganje unutarnjih komponenti kao što su otvori, pregrade i optički senzori temeljen na MEMS (mikroelektromehanički sustavi).

Najcrnji materijal pronašao je praktičnu primjenu uglavnom u optičkim instrumentima: kao referentni izvori zračenja "crnog tijela" u osjetljivim teleskopima, satelitskim kalibracijskim sustavima, IR detektorima i za suzbijanje smetnji od raspršenog zračenja u optičkim sustavima. Vantablack® se također može koristiti u vojne svrhe Vozilo i oklop, jer će ih učiniti praktički nevidljivima, posebno kada se koriste noću.

A također ću vas podsjetiti na i na primjer

Tim znanstvenika iz Velike Britanije zadovoljan novim znanstveno otkriće, predstavljanje široj javnosti najnoviji izgled materija. Sve donedavno ova vrsta crne nijanse nikome nije bila poznata.

Otkrivena tvar nazvana je vantablack i, prema britanskim pronalazačima, može jednom zauvijek promijeniti ljudsko shvaćanje Svemira.

Najcrnji materijal apsorbira 99,965% vidljive svjetlosti, mikrovalova i radio valova

Ultracrni materijal ima sposobnost uspješne apsorpcije 99,96% svjetlosti, a in u ovom slučaju govorimo o, samo o zračenju koje je vidljivo ljudskom oku. Znanstvenici iz Velike Britanije pod vodstvom Bena Jensona počeli su istraživati izvorni znanstveni fenomen.

Prema jednom od istraživača, materijal se sastoji od agregata ugljikovih nanocijevi. Ovaj se fenomen s pouzdanjem može usporediti s ljudskom kosom izrezanom u 8-10 tisuća slojeva - jedan takav sloj veličine je ugljikove nanocijevi. Opću kompoziciju možemo zamisliti kao polje obraslo travom, gdje se upadna čestica svjetlosti počinje samouvjereno odbijati od jedne vlati trave do druge. Ove neobične "vlati trave" apsorbiraju čestice svjetlosti što je više moguće, reflektirajući samo mali dio svjetlosti.

Tajna Vantablacka su okomito orijentirane nanocijevi

Tehnologija za stvaranje ove vrste cijevi ne može se nazvati inovativnom, međutim, Ben Jenson i njegovi suradnici tek su sada uspjeli pronaći dostojne načine za njezino korištenje. Izumili su način povezivanja ugljikovih nanocijevi s materijalima koji se koriste u modernim teleskopima i satelitima. Primjer takvog materijala je aluminijska folija. Ova činjenica znači da fotografije Zemlje i Svemira iz svemira mogu biti jasnije.

"Prisutnost zalutale svjetlosti unutar teleskopa povećava šum, što rezultira manje oštrim slikama", objašnjava Ben Jenson. – Korištenje novih premaznih materijala unutarnje pregrade teleskopa, kao i ploča dijafragme, smanjuje se raspršena svjetlost, a slika je puno jasnija.”

S obzirom na zakone fizike, gotovo je nemoguće stvoriti materijal koji apsorbira 100% svjetlosti. Samo zbog toga se Jensonov izum danas može nazvati pomakom na rubu znanstvene fantastike.

Američka vojska već se zainteresirala za novu vrstu materijala. Uostalom, može se koristiti u "Stealth" tehnologijama za smanjenje vidljivosti zrakoplova radarima ili stvaranje fotografija tijekom posebnih izviđačkih misija. Osim toga, znanstvenici su uvjereni da će s vremenom biti otkriveno više. više mogućnosti koristiti vantablack.

Inženjeri fizike iz britanske tvrtke Surrey Nanosystems predstavili su svoj novi razvoj - jedinstveni materijal nazvan Vantablack, koji se smatra najtamnijim na svijetu. Prema programerima, apsorbira gotovo svu svjetlost, osim beznačajnih 0,035%, koja se reflektira od njegove površine. Ovo zanimljivo svojstvo čini Vantablack potpuno nevidljivim, a mogu se vidjeti samo objekti oko njega.

Unatoč neravninama površine, mi ih niti ne vidimo

Znanstveni tisak već je prozvao materijal umjetnom crnom rupom. Vantablack, naravno, nema tako moćnu gravitaciju kao prava mrtva zvijezda, ali sa svjetlom radi isto što i kozmičke crne rupe – upija i ne ispušta. Još jedna zanimljiva značajka novog materijala je da, iako je zakrivljen, izvana i dalje izgleda ravno, jer su oku svi zavoji potpuno nevidljivi.

Pokušaji stvaranja potpuno tamnog materijala već su napravljeni više puta. Tako je 2008. tim s Politehničkog instituta Rensselaer predstavio materijal koji je reflektirao samo 0,045% svjetlosnih valova, no programeri iz Surrey Nanosystems uspjeli su oboriti ovaj rekord.

Naziv materijala dolazi od izraza V ertično A poravnati N ano T ube A zrake ( Vertikalno orijentirani nizovi nanocijevi) i riječi crno ( crno).

Posebna svojstva materijala ogledaju se u njegovom nazivu. Prva dva sloga Vanta su akronim za okomito poredane nizove ugljikovih nanocijevi. Znanstvenici su uzgajali ugljikove nanocijevi u laboratoriju na aluminijskoj foliji na niskim temperaturama. Na kraju budu zbijeni zajedno, dopuštajući svjetlosti da prodre, ali vrlo malo - uglavnom ultraljubičasto, infracrveno i mikrovalno - da se reflektira od ove "šume".

Mikrografija Vantablack® strukture.

Proces za proizvodnju najcrnjeg Vantablack® materijala temelji se na niskotemperaturnoj sintezi okomito poravnatih ugljikovih nanocijevi (VANTA), koju je razvio Surrey NanoSystems. Vantablack® tehnika taloženja premaza prikladna je za različite materijale veličine mikrona i veći Lako se kombinira sa standardnim metodama litografije i omogućuje, ako je potrebno, izradu složenih uzoraka.

Prethodno su se VANTA premazi mogli nanositi samo na skupe, masovne superlegure i materijale otporne na toplinu kao što je silicij, te se stoga nisu mogli koristiti na osjetljivoj elektronici ili materijalima s relativno niskim talištem. Ono što čini Vantablack® najcrnji premaz drugačijim je to što se može sintetizirati na mnogim materijalima osjetljivim na temperaturu (kao što je aluminij) koji su važni za primjenu u zemlji, zraku i svemiru. Nanostrukturirani Vantablack® je kemijski inertan, vrlo otporan na udarce i vibracije i pokazuje izvrsnu toplinsku i ekološku stabilnost.

Vantablack® ima najveću toplinsku vodljivost i najniži omjer mase i volumena od svih materijala koji se mogu koristiti u aplikacijama koje zahtijevaju visoku emisivnost. Ima gotovo zanemarive razine ispuštanja plinova i emisije čestica, čime eliminira glavni izvor kontaminacije u osjetljivim sustavima za snimanje. Podnosi mehanički stres lansiranja rakete kao i dugotrajne vibracije i idealan je za oblaganje unutarnjih komponenti kao što su rupe, pregrade i MEMS (mikro-elektromehanički sustavi) optički senzori.

Najcrnji materijal pronašao je praktičnu primjenu uglavnom u optičkim instrumentima: kao referentni izvori zračenja "crnog tijela" u osjetljivim teleskopima, satelitskim kalibracijskim sustavima, IR detektorima i za suzbijanje smetnji od raspršenog zračenja u optičkim sustavima. Vantablack® se također može koristiti na vojnim vozilima i oklopima jer će ih učiniti gotovo nevidljivima, posebno kada se koriste noću.

Usmjerite zraku svjetlosti prema nečemu: vidjet ćete mrlju svjetlosti na njegovoj površini. Usmjerite snop svjetla na materijal koji se zove Vantablack i nećete vidjeti ništa.

Vantablack je revolucionarni materijal koji su predstavili znanstvenici britanske tvrtke Surrey Nanosystems. Ima koeficijent apsorpcije svjetla od 99,965%. To znači da će se samo 0,035% fotona koji udare o površinu reflektirati natrag.

Materijal se temelji na karbonskim strukturama - velikom broju nanocijevi koje su montirane na aluminijsku površinu. Fotoni koji upadnu na površinu materijala se "izgube" između nanocijevi i ne reflektiraju se natrag. Ugljikove nanocijevi izrađuju se na temperaturi od 430 C°, a po kvadratnom centimetru materijala nalazi se nekoliko milijardi ugljikovih struktura.

Shematski prikaz ugljikove nanocijevi

Promjer svake cijevi je 3500 puta tanji od promjera ljudske vlasi. Trošak stvaranja visokotehnološkog materijala nije objavljen.

Ali Vantablack, koji je iznenadio svijet 2014. godine, nije najcrnji materijal na svijetu. Nadmašio ga je nedavno predstavljeni materijal Vantacblack 2. Međutim, nemoguće je točno utvrditi koliko je druga verzija materijala ispred prve u sposobnosti upijanja svjetlosti, budući da moderni uređaji jednostavno nemaju dovoljnu osjetljivost na otkriti refleksiju svjetlosti - tako je mala. Možemo reći da refleksija Vantablacka 2 teži nuli.

Nažalost, znanstvenici nisu otkrili sve detalje o proizvodnji najcrnjeg materijala na svijetu - zbog sposobnosti upijanja elektromagnetskog zračenja u vidljivom, ultraljubičastom i infracrvenom području, ovu tehnologiju vojska smatra kamuflažom za vojne opreme Stoga je objavljivanje detaljnih specifikacija strogo zabranjeno.

Posebno je zanimljivo kako Vantablack percipira ljudsko oko. Takav materijal ne vidimo kao trodimenzionalni objekt, već kao svojevrsni dvodimenzionalni jaz u prostoru, "crnu rupu", tamu.

Crni krug u rukama znanstvenika nije kreacija grafički urednik, ali pravi materijal

Ako pogledate fotografije osobe koja drži Vantablack, čini se kao da je neki šaljivdžija ispunio određeno područje slike apsolutno crnom bojom - jednostavno je nemoguće shvatiti da materijal može biti toliko taman.

Čovjek je oduvijek nastojao pronaći materijale koji ne ostavljaju nikakve šanse svojim konkurentima. Od davnina znanstvenici traže najtvrđe materijale na svijetu, najlakše i najteže. Žeđ za otkrićem dovela je do otkrića idealnog plina i idealnog crnog tijela. Predstavljamo vam najviše nevjerojatne tvari u svijetu.

1. Najcrnja tvar

Najviše crna tvar u svijetu se zove Vantablack i sastoji se od zbirke ugljikovih nanocijevi (v. ugljik i njegove alotropske modifikacije). Jednostavno rečeno, materijal se sastoji od bezbrojnih “dlačica”, jednom kad se uhvati u njih, svjetlost se odbija od jedne cijevi do druge. Dakle, apsorbira se oko 99,965%. svjetlosni tok a samo se mali dio reflektira natrag.
Otkriće Vantablacka otvara široke izglede za korištenje ovog materijala u astronomiji, elektronici i optici.

2. Najzapaljivija tvar

Klor trifluorid je najzapaljivija tvar ikada poznata čovječanstvu. Jako je oksidirajuće sredstvo i reagira s gotovo svim kemijski elementi. Klor trifluorid može spaliti beton i lako zapaliti staklo! Primjena klor trifluorida praktički je nemoguća zbog njegove fenomenalne zapaljivosti i nemogućnosti sigurne uporabe.

3. Najotrovnija tvar

Najjači otrov je botulinum toksin. Poznajemo ga pod imenom Botox, kako ga zovu u kozmetologiji, gdje je i našao svoju glavnu primjenu. Botulinum toksin je kemikalija koju proizvodi bakterija Clostridium botulinum. Osim što je botulinum toksin najotrovnija tvar, ima i najveću molekulsku masu među proteinima. O fenomenalnoj toksičnosti tvari svjedoči činjenica da je samo 0,00002 mg min/l botulinum toksina dovoljno da zahvaćeno područje bude smrtonosno za čovjeka pola dana.

4. Najtoplija tvar

To je takozvana kvark-gluonska plazma. Supstanca je nastala sudaranjem atoma zlata brzinom bliskom svjetlosnoj. Kvark-gluonska plazma ima temperaturu od 4 trilijuna Celzijevih stupnjeva. Za usporedbu, ova brojka je 250.000 puta veća od temperature Sunca! Nažalost, životni vijek materije ograničen je na bilijunti dio jedne trilijunti dio sekunde.

5. Najžešća kiselina

U ovoj nominaciji prvak je fluor-antimonska kiselina H. Fluorid-antimonska kiselina je 2×10 16 (dvjesto kvintilijuna) puta kaustičnija od sumporne kiseline. Ovo je vrlo djelatna tvar, koji može eksplodirati ako se doda mala količina vode. Pare ove kiseline su smrtonosno otrovne.

6. Najeksplozivnija tvar

Najeksplozivnija tvar je heptanitrokuban. Vrlo je skup i koristi se samo za znanstveno istraživanje. Ali nešto manje eksplozivni oktogen uspješno se koristi u vojnim poslovima iu geologiji pri bušenju bušotina.

7. Najradioaktivnija tvar

Polonij-210 je izotop polonija koji ne postoji u prirodi, već ga proizvodi čovjek. Koristi se za stvaranje minijaturnih, ali u isto vrijeme vrlo moćnih izvora energije. Ima vrlo kratak poluživot i stoga može izazvati tešku radijacijsku bolest.

8. Najteža tvar

Ovo je, naravno, fullerite. Njegova tvrdoća je gotovo 2 puta veća od tvrdoće prirodnih dijamanata. Više o fulleritu možete pročitati u našem članku Najtvrđi materijali na svijetu.

9. Najjači magnet

Najjači magnet na svijetu napravljen je od željeza i dušika. Trenutačno detalji o ovoj tvari nisu dostupni široj javnosti, no već je poznato da je novi super-magnet 18% snažniji od većine jaki magneti trenutno se koristi - neodimij. Neodimijski magneti izrađeni su od neodimija, željeza i bora.

10. Najtečnija tvar

Superfluidni helij II nema gotovo nikakvu viskoznost na temperaturama blizu apsolutne nule. Ovo svojstvo je zbog svog jedinstvenog svojstva curenja i izlijevanja iz posude izrađene od bilo kojeg čvrstog materijala. Helij II ima izglede za korištenje kao idealan toplinski vodič u kojem se toplina ne rasipa.