Absolūti melnas krāsas apraksts un kā sauc tumšāko krāsu pasaulē
Objektus, kurus mēs saucam par melniem, zinātniski tā nevar saukt, jo noteikts procents no uz tiem krītošā starojuma tiek atspoguļots. Par melnāko krāsu pasaulē jāuzskata tā, kas 100% absorbē gaismas starus. Šo krāsu radīja britu zinātnieki no Surrey NanoSystems. Iegūtā viela atstaro tikai 0,04% no krītošās gaismas, un skatītājam šķiet, ka viņš neredz trīsdimensiju objektu, bet gan milzīgu tukšumu kā melnais caurums.
Kura krāsa ir melnākā
Surrey NanoSystems veidotāji savu ideju nosauca par Vantablaku. Nosaukuma "vanta" pirmā daļa ir saīsinājums no angļu valodas izteiciena "arrays de nanotubes vertically aligned" (vertikāli izlīdzināti nanocaurules masīvi).
Vantablack nevar saukt par krāsu klasiskajā izpratnē. Tas nav pigments, bet viela, kas sastāv no liela skaita nanocaurulēm, kas nav paredzēta krāsošanai. Ir nepareizi vielu saukt pat par melnu. Krāsas cilvēka acs atpazīst, kad no krāsotas virsmas atstarojas gaismas stari, un Vantablack gandrīz pilnībā absorbē gaismu, tāpēc pareizāk to saukt par krāsas trūkumu.
Vantablaks ir iekļauts Ginesa grāmatā kā tumšākā viela uz planētas.Nav dabisko analogu, pat tumšākie akmeņogļu ieži atstaro 4% gaismas.
Ja lāzera staru vērš uz virsmu, kas krāsota ar nanokrāsu, tas pazudīs, it kā būtu absorbēts. Objektus, kas krāsoti ar melnāko krāsu, redzes orgāni uztver kā divdimensionālus.
Tumšākais materiāls stiprībā pārspēj tēraudu, tā siltumvadītspēja ir labāka nekā vara. Bet konstrukcija ar augstu mehānisko pretestību nepadara krāsu izturīgu pret intensīviem mehāniskiem spriegumiem: pastāvīgiem triecieniem un berzi.
Kā tas tiek darīts un kā tas darbojas
Melnā tinte ir vertikāli virzīta nanocaurule, kas audzēta uz alumīnija plāksnēm. Lai izveidotu Vantablack, tiek izmantotas katalītiskās daļiņas, kuru diametrs ir mazāks par diviem nanometriem, kuras, piesātinātas ar gāzi, tiek pārveidotas oglekļa caurulēs. 1 cm2 ir koncentrēts vairāk nekā miljards cauruļu.
Kultivēšana uz alumīnija tiek veikta 400°C temperatūrā. Salīdzinājumam, NASA izveidoja intensīvi melno krāsu 750 ° C temperatūrā. Vielas struktūru raksturo viendabīgums. Caurules nav pārāk tālu viena no otras, taču tās arī nav tuvu viena otrai. Fotoni, kas nokrīt uz virsmas, nonāk padziļinājumos starp nanocaurulēm un tiek absorbēti un pārvērsti siltumā. To var salīdzināt ar to, kā saules gaisma, krītot uz blīvu mežu, tiek zaudēta starp blīvi izvietotiem koku stumbriem.
Vantablack ir pieejams divās garšās:
- vakuuma smidzināšanas virsmas pārklājumam;
- aerosols izsmidzināšanai Vantablack S-VIS.
Vantablack Black var izmantot dažādiem materiāliem. Tas ir izmantots:
- alumīnija plāksnes, alumīnija oksīds un nitrīds;
- plastmasas alumīnija sakausējumi 6000 (pievienojot silīciju un magniju);
- augstas stiprības alumīnija sakausējumi 7000 (pievienojot magniju un cinku);
- Nerūsējošais tērauds;
- bāzes kobalts, varš, niķelis, molibdēns;
- minerāli - safīrs un kvarcs;
- silikona dioksīds;
- titāna nitrīds.
Klasisko Vantablack krāsu var uzklāt uz materiāliem, kuru kušanas temperatūra ir 450°C. Vantablack S-VIS izsmidzināmā versija ir piemērota materiāliem, kas kūst temperatūrā virs 100°C.
Melnākā krāsa netika izgatavota civilajai rūpniecībai. Sākotnējais mērķis - izmantošana militārās un astronomiskās iekārtās. Vantablack novērš gaismas staru izkliedi teleskopos, var izmantot, lai kalibrētu zemes un orbitālās kameras, kas darbojas infrasarkanajā režīmā, lai aizsargātu astronautus un kosmosa kuģus no saules starojuma.
Interesantākais un daudzsološākais izmantošanas virziens ir teleskopu izveide, kas redz eksoplanetas. Šis paņēmiens absorbē zvaigžņu gaismu, apgrūtinot planētu noteikšanu.
Izmantojot krāsu, jūs varat izveidot pārklājumus, kas aizsargā pret pēkšņām temperatūras svārstībām, tādējādi palielinot siltuma absorbciju. Kā termiskās aizsardzības elements viela ir pielietojama elektromehānisko izstrādājumu mikro mezglu un daļu izveidē. Militārajā rūpniecībā melnā krāsa var noderēt gaisa kuģu termomaskācijas pārklājumam, slepenu objektu celtniecībai.
Surrey NanoSystems radītais produkts ir izraisījis viedtālruņu, luksusa pulksteņu un automašīnu paneļu ražotāju interesi.Krāsu izmanto sensoru lāzerierīču ražošanā manuālajiem un autonomajiem transportlīdzekļiem. Arvien biežāk Vantablack melnā krāsa tiek izmantota civilajā rūpniecībā, lai gan ražošana joprojām ir eksperimentāla, nevis vispārējam patēriņam.
Tātad, mēs jau esam mēģinājuši izgatavot drēbes no melnās krāsas. Tekstila audumu struktūras īpatnību dēļ gaismas absorbcijas procents ir mazāks, tomēr arī uz ļoti saburzītiem apģērbiem nav redzamas krokas.
Melnākā ēka tika uzcelta 2018. gadā Phjončhanā, Dienvidkorejā ziemas olimpiskajām spēlēm. Britu arhitekts Asifs Khans 10 m augstu un 35 m platu ar 4 izliektām sienām izveidoto paviljonu nosauca par "Cosmic Split". Sienas ir izraibinātas ar gaismām, kas rada zvaigžņotas debess efektu.
Vienīgā automašīna, kas iekļauta Vantablack S-VIS, ir BMW X6. Pārklājuma atstarošanas spēja ir 1%, tāpēc automašīna neizskatās pilnībā divdimensiju. 2020. gada ziemā Šveices uzņēmums H. Moser & Cie prezentēja luksusa pulksteni ar melnu ciparnīcu, kas pārklāta ar Vantablack. To izmaksas ir 75 tūkstoši dolāru.
Stāsts par supermelnās krāsas rašanos
Vantablack krāsu 2014. gadā prezentēja Surrey NanoSystems speciālisti un britu fiziķi. Viņi kopā radīja vielu, kurā pazūd 99,96% redzamā spektra gaismas staru, kā arī radio un mikroviļņu emisijas.
Izgudrojums uzreiz ieinteresēja ne tikai militārās un kosmosa nozares speciālistus, bet arī amatniekus. Tā slavenais tēlnieks Anišs Kapūrs, kurš sāka interesēties par krāsu kā materiālu mākslas instalācijām, vienojās ar ražošanas uzņēmumu par ekskluzīvu tiesību piešķiršanu izsmidzināmā veidā ražotā melnā materiāla izmantošanai.
Kapūra nekaunība izraisīja daudzu slavenu mākslas meistaru sašutumu. Viens no sašutajiem bija britu mākslinieks Stjuarts Sampls. Atriebības akts nebija ilgi jāgaida: mākslinieks izveidoja savu superkrāsvielu līniju vispārējam patēriņam. Tos var iegādāties ikviens, izņemot Kapūru un viņa padotos.
Vai ir iespējams to iegādāties
Vantablack var iegādāties tikai Apvienotajā Karalistē, tikai juridiska persona. Paint klienti ir muzeji un augstskolas, kurām nepieciešams aprīkojums demonstrējumu vajadzībām, pētniecības un rūpniecības uzņēmumi. Surrey NanoSystems darbinieki rūpīgi izvēlas klientu, ar kuru viņi apsver iespēju slēgt līgumu.
Zināmi analogi
Stjuarts Sample, dusmīgs uz Kapūru, izlaida virkni unikālu krāsvielu vispārējam patēriņam:
- BLACK 2.0 - perfekti melns;
- PINK - super rozā
- Glittery Glitter - super spīdīgs
- Phaze un Shift - kas maina nokrāsu atkarībā no temperatūras.
BLACK 2.0 ir lieliska izstrāde, ko kurējis Stjuarts Sample. Krāsa gaismas absorbcijas ziņā pārspēj Vantablack, tā tiek uzskatīta par tās moderno analogu, kas ir pieejams jebkuram pircējam.
Paraugs neilgu laiku neieņēma vadošo pozīciju melnākās krāsas ieviešanā. Masačūsetsas NanoLab ir izveidojis melnu krāsvielu ar nosaukumu Singularity Black. Gaismas absorbcija ir gandrīz 100%, tāpēc krāsoti objekti izskatās pilnīgi divdimensiju. Pirmais, kas izmantoja krāsu, bija tēlnieks Džeisons Čeiss, kurš izveidoja kompozīciju "Melnā dzelzs ursa". Produkts ir pieejams jebkuram pircējam, par 20 ml ražotājs prasa tikai 50 USD.