С извинениями к “пункцию” похоже, что черный может, действительно, сделать более черный.
Сегодня инженеры Массачусетского технологического института, что они приготовили материал, который в 10 раз чернее, чем то, что ранее поступало. Материал состоит из вертикально ориентированных углеродных нанотрубок, и нанотрубки — микроскопические нити углерода, как пушистый лес мелких деревьев, что команда выросла на поверхности хлорного травления алюминиевой фольги. Фольга отражает не менее 99.995 процентов* любого входящего света, что делает его самым черным материалом на запись.
Исследователи опубликовали сегодня свои выводы в журнале ACS-применяемых материалов и интерфейсов. Они также демонстрируют плащ, как материал, как часть новой выставки сегодня на Нью-Йоркской фондовой бирже, под названием “Искупление тщеславия”.
Работа, задуманная Diemut Strebe, художник-в-резиденции в МИТ Центр искусства, науки и техники, в сотрудничестве с Брайан Уордл, профессор аэронавтики и астронавтики в Массачусетском технологическом институте, и его группа, и МИТ Центр искусства, науки и техники художника-в-резиденции Diemut Strebe, с 16.78-карат натуральный желтый бриллиант из ЖЖ Запад бриллиантами, оценивается в $2 млн, что команда с покрытием из нового, ультра черный материал УНТ. Эффект арест: камень, обычно блестяще граненый, выглядит как плоская, черная пустота.
Уордл говорит УНТ материала, помимо художественной, также может иметь практическую пользу, например в оптических шоры, которые уменьшают нежелательные блики, чтобы помочь космическим местом орбитальных телескопов экзопланет.
“Есть оптическая и космическая наука заявок на очень черный материалами, и конечно, художники были заинтересованы в черном, возвращаясь задолго до эпохи Возрождения”, — говорит Уордл. “Наш материал в 10 раз чернее, чем все, что когда-либо сообщалось, но я думаю, что черный-пречерный представляет собой постоянно движущуюся мишень. Кто-то найдет чернее материал, и в конце концов мы поймем все механизмы, и сможете правильно разрабатывает идеальный черный”.
Соавтор Уордл на бумаге-бывший постдок в MIT Kehang НПИ, ныне профессор Шанхайского университета Цзяо Тун.
В пустоту
Уордл и Кюи не намерены инженера ультра черный материал. Вместо этого они экспериментировали с способы выращивания углеродных нанотрубок на проводящих электрический ток материалов, таких как алюминий, чтобы повысить их электрическими и тепловыми свойствами.
Но в попытке выращивать УНТ на алюминий, Кюи столкнулись с барьером, буквально: постоянно присутствует слой оксида алюминия, что пальто, когда она подвергается воздействию воздуха. Этот оксидный слой действует как изолятор, блокирование, а не проводит электричество и тепло. Как он обдумывать способы, чтобы удалить слой оксида алюминия, Кюи нашел решение в соль, или хлорид натрия.
В то время группа Уордл был использовать соль и другие кладовой продуктов, таких как выпечки соды и моющего средства, чтобы вырастить углеродные нанотрубки. В своих тестах с солью, Кюи заметил, что хлорид-ионы разъедал на поверхности алюминия и его растворения оксидного слоя.
“Этот процесс травления является общим для многих металлов”, — говорит Цуй. “Например, корабли страдают от коррозии хлора на основе морской воды. Сейчас мы используем этот процесс в нашу пользу”.
Цуй обнаружил, что если он замочит алюминиевой фольги в соленой воде, он может удалить оксидный слой. Затем он перевел фольги в бескислородной среде, чтобы предотвратить вторичное окисление, и, наконец, поместили вытравленный алюминий в печи, где группа осуществляла технологии выращивания углеродных нанотрубок с помощью процесса, называемого химического осаждения из газовой фазы.
Путем удаления оксидного слоя, исследователям удалось вырастить углеродные нанотрубки на алюминий, при гораздо более низких температурах, чем могли бы, около 100 градусов по Цельсию. Они также увидели, что сочетание УНТ на алюминий существенно повышена тепловая материала и электрические свойства — вывод о том, что они ожидали.
Что удивило их был цвет материала.
“Я помню, замечая, как черные волосы до выращивания углеродных нанотрубок на нее, а потом после роста, он выглядел даже мрачнее”, — вспоминает Кюи. “Я думал, что я должен измерить оптического отражения от образца.
“Наша группа обычно не сосредоточиться на оптические свойства материалов, но эта работа происходит в то же время, как наше искусство-Наука, сотрудничество с Diemut, так и искусство под влиянием науки в этом случае”, — говорит Уордл.
Уордл и Кюи, которые подали заявку на патент на технологию, делают новый процесс УНТ в свободном доступе для любого художника, чтобы использовать для проекта некоммерческого искусства.
“Построенный, чтобы взять злоупотребление”
Цуй измеряется количество света, отраженного материалом, не только от прямо над головой, но и со всех других возможных точек зрения. Результаты показали, что материал усваивается не менее 99.995% поступающего света, из каждого угла. Другими словами, она отражает в 10 раз меньше света, чем все остальные superblack материалов, в том числе Vantablack. Если материал, содержащийся ударов или выступов, или особенности какого-либо вида, независимо от того, под каким углом это рассматривать, эти особенности были бы невидимы, скрыты в пустоту черного.
Исследователи не совсем уверены, в механизм, способствующий прозрачности материала, но они подозревают, что это может быть связано с сочетанием травления алюминия, что несколько почерневших, с углеродными нанотрубками. Ученые считают, что леса из углеродных нанотрубок могут подстерегать и конвертировать большинство входящих света тепла, отражая очень мало ее обратно, как свет, тем самым давая УНТ особенно черный оттенок.
“ЦНТ лесов разных разновидностей, как известно, чрезвычайно черный, но есть недостаток механистического понимания того, почему этот материал является черным. Что нуждается в дальнейшем изучении”, — говорит Уордл.
Материал уже набирает интерес в авиационных кругах. Астрофизик и нобелевский лауреат Джон мазер, который не был вовлечен в исследование, изучает возможности использования материала Уордл в качестве основы для тени звезды — массивной черной тенью, что бы защитить космический телескоп от постороннего света.
“Оптические приборы, такие как фотоаппараты и телескопы, чтобы избавиться от нежелательных бликов, так что вы можете видеть то, что хочешь видеть,” говорит Мазер. “Вы бы хотели увидеть околоземной орбите другой звезды? Нам нужно что-то очень черное. … И этот черный должен быть жестким, чтобы выдержать запуск ракеты. Старые версии были хрупкие леса из меха, но они больше похожи на скрубберы горшок — построенный, чтобы взять злоупотребление служебным положением».
*Более ранняя версия этой истории заявил, что новый материал занимает более 99,96 процента от входящего света. Этот номер был обновлен, чтобы быть более точным; материал поглощает как минимум 99.995 поступающего света.
