دانشمندان تیرهترین پارچه تاکنون را تولید کردهاند و ممکن است که تا چند سال آینده زینتبخش لباسهای شب شما باشد!
این پارچه مانند یک سیاهچال ابدی، ۹۹.۸۷ درصد نور را جذب و ۰.۱۳ درصد باقیمانده را منعکس میکند. این ویژگی، آن را «فوق تیره» (ultra-black) میسازد که تعریف آن، بازتاب کمتر از ۰.۵ درصد نوری است که میتابد.
دانشمندان دانشگاه کورنل از این ماده برای ساخت یک لباس مشکی استفاده کردهاند که الهام گرفته از پرندهای است که توانایی جذب نور چشمگیری دارد.
این ماده جدا از متحول کردن دنیای مُد، کاربردهای متنوع دیگری نیز دارد؛ از جمله در دوربینها، پنلهای خورشیدی و تلسکوپها.
دانشمندان برای تولید این پارچه که به گفته آنها پوشیدنی، قابل افزایش مقیاس و آسان برای تولید است، درخواست ثبت اختراع دادهاند.
در حالی که این پارچه بسیار تیره است، در مقایسه با فویل «سیاهترین سیاه» که توسط محققان در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) در سال ۲۰۱۹ ساخته شد، کمرنگ به نظر میرسد.
این فویل که از نانولولههای کربنی ساخته شده، حداقل ۹۹.۹۹۵ درصد نور را جذب میکند که آن را تیرهترین ماده ثبت شده میسازد.
این تیم برای ساخت پارچه فوق تیره، یک پارچه کشباف پشم مرینو سفید را با پلیدوپامین رنگ کردند؛ پلیدوپامین یک ترکیب مصنوعی است که میتواند بهعنوان رنگ تیره استفاده شود.
محققان باید کاری میکردند که پلیدوپامین به داخل الیاف پارچه نفوذ کند تا تمام بخشهای آن سیاه شود. در مرحله بعد، ماده را در یک محفظه پلاسما حکاکی کردند تا نانوفیبریلها (برجستگیهای نانومقیاس بسیار کوچک و نوکتیز) را ایجاد کنند.
تجزیه و تحلیل نشان داد که این پارچه به طور متوسط بازتاب کلی ۰.۱۳ درصد دارد و آن را به تیرهترین پارچه ساختهشده تا کنون تبدیل میکند.
این پارچه در یک گستره زاویهای ۱۲۰ درجه، فوق تیره باقی ماند؛ به این معنی که در زاویههای حداکثر ۶۰ درجه در هر طرف یا مستقیم، یکسان به نظر میرسد که از مواد موجود در بازار برتر است.
پارچه فوق تیره پتانسیلهایی در کاربردهای حرارتی خورشیدی دارد که نور جذبشده را به انرژی حرارتی تبدیل میکند.
این ماده میتواند برای استتار با تنظیم حرارت (ترمو-رگولیتینگ) استفاده شود که شخص یا شیء را از تشخیص فروسرخ (حرارتی) پنهان میکند.
آزمایشهای محیطی و مکانیکی همچنین انعطافپذیری این ماده را اثبات میکنند و نشان میدهند که در کنار خواص فوق تیره، ویژگیهای طبیعی پارچه خود را نیز حفظ کرده است.
به گفته کارشناسان، این پروژه از پرنده مرغ بهشتی تفنگدار شگفتانگیز (Ptiloris magnificus) الهام گرفته که در جنگلهای بارانی گینه نو غربی و شمال شرق استرالیا یافت میشود. پرهای مخملی مشکی چشمگیر این پرنده، از رنگدانه ملانین ترکیب شده با رشتههای بسیار کوچک و متراکمی ناشی میشود که برای منحرف کردن نور به داخل عمل میکنند. این امر باعث میشود که پرنده هنگام مشاهده مستقیم به طرز فوقالعادهای سیاه به نظر برسد، اما هنگام مشاهده از زاویه، پرهای آن براق به نظر میرسند.
به طور مشابه، پلیدوپامین مورداستفاده در مرحله اول فرآیند تیم، یک ملانین مصنوعی است.
زویی آلوارز، فارغالتحصیل دانشگاه کورنل، یک لباس مشکی دکلته ساخته که دایرههایی از ماده فوق تیره را با رنگ آبی رنگینکمانی ترکیب کرده بود که بسیار شبیه به پرنده مرغ بهشتی تفنگدار بود. هنگامی که کنتراست، ته رنگ (هیو)، سرزندگی (وایبرنس) یا روشنایی روی تصاویر لباس تنظیم شد، تمام رنگهای دیگر تغییر کردند، اما رنگ فوق تیره ثابت ماند. این کار که جزئیات آن در مجله نیچر کامیونیکیشنز منتشر شده، نشان میدهد که یک پارچه طبیعی معمولی میتواند به یک پارچه فوق تیره تبدیل شود.
اگرچه دانشگاه کورنل به تیرهترین پارچه دست یافته، محصولی به نام ونتابلک (Vantablack) تیرهترین ماده ساخته شده تاکنون است. تیمی در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) این پوشش را توسعه دادند که شامل «جنگلهایی» از نانولولههای کربنی است که روی فویل آلومینیومی حکاکی شده با کلر رشد داده میشوند.
این ماده ۱۰ برابر تیرهتر از هر مادهای است که قبلاً گزارش شده بود و حداقل ۹۹.۹۹۵ درصد از نور ورودی را جذب میکند.
پروفسور شپرد به دیلی میل گفت:
ماده ما به اندازه وانتا نور جذب نمیکند؛ اما این ویژگی به این دلیل است که ما نفوذپذیری هوا و در نتیجه، انتقال نور بالاتری داریم. در یک ساختار نساجی، ما چیزی داریم که قابل تنفس است و میتواند از یک زاویه باز مشاهده شود، در حالی که هنوز کیفیت فوق تیره خود را حفظ میکند.
بدون نظر