Hledání nejčernějšího materiálu

10. červenec 2010 | 06.00 |
› 

blackČerná barva předmětů je způsobena tím, že materiál, ze kterého je těleso vyrobeno, pohlcuje světlo všech barev. Ale pozor vždy dochází k částečnému odrazu světla i na černém povrchu. Například běžná černá látka trička  pohltí jen 90 až 95 % světla. Materiál vyrobený z uhlíkových nanotrubiček ale pohltí celých 99,9 %. Může být nějaká barva ještě černější než černá? Jeví se to poněkud podivně, ale vědci se z nejrůznějších důvodů snaží najít materiál, který je tím nejčernějším. Ať už se snaží zobrazit ten nejčernější odstín v LCD či plazmových obrazovkách, nebo hledají materiál, který by umožnil účinnější přeměnu solární energie na elektřinu. Dokonalé přírodní černé v podobě černé díry však dosud nedocílili.

A tak třeba nejprve vědci z jedné britské laboratoře vyvinuli "super černou" nátěrovou barvu, která je 25x tmavší než jakýkoli existující odstín. Tato super černá barva vytváří tmavou, porézní vrstvu. Světlo, které těmito póry dopadá dovnitř, se uvnitř póru odráží ještě daleko dříve, než by z něj vyšlo. Každým odrazem se tak absorbuje vysoké procento světla. Od nové technologie si slibovali využití v solární energetice či v elektronice. Dosud nejtmavším materiálem vytvořeným člověkem byla sloučenina niklu a fosforu, vyvinutá vědci z Národní fyzikální laboratoře v Londýně. Jejich černá odrážela 0,16 % veškerého světla.

Potom to byli američtí vědci, kteří údajně vytvořili nejčernější černou na světě. Pomocí zmiňovaných uhlíkových nanotrubic vytvořili materiál, který absorbuje 99,95 procenta světla. Doktor Pulickel Ajayan z Riceovy univerzity v texaském Houstonu a jeho spolupracovníci v odborném časopisu Nano Letters uvedli, že jejich černá odráží totiž jen 0,045 % dopadajícího světla. Jejich ultračernou látku tvoří miniaturní trubice z uhlíku o tloušťce jednoho atomu. Dopadající světlo se zachytává mezi jednotlivá vlákna a absorbční efekt ještě znásobuje fakt, že díky trubičkám není povrch tohoto materiálu rovný. Struktura z pravidelných nanotrubic se ukázala být ideálním kandidátem na vytvoření supertmavých materiálů, protože umožňuje přizpůsobit pohlcování světla kontrolováním rozměrů a periodicity nanotrubic ve struktuře. 

Nyní přišel server http://www.newscientist.com/ s informací o nových metamateriálech s neobyčejnými optickými vlastnostmi, které objevil další tým amerických vědců z Norfolku Jedná se o umělé kompozity tvořené pravidelně uspořádanými složkami menších rozměrů než je vlnová délka světla, s nímž reagují. Mají záporný index lomu světla, kdy světlo lámou na opačnou stranu od kolmice, než je tomu tak v běžných prostředích. Nově vyvinutý metamateriál dostal od svých tvůrců název "nová čerň" a vznikl vložením stříbrných vláken o průměru 35 nanometrů do vrstev oxidu hlinitého (ve tvaru čtverce o hraně 1 cm) silných 51 mikrometrů.

Nový metamateriál vědci vyrobili ve dvou variantách s odlišnou povrchovou úpravou: lesklá a drsná forma. Varianta s drsnějším povrchem se ale jeví pro jejich účely vhodnější, neboť odráží mnohem méně, maximálně 1% dopadajícího světla. Ve srovnání s předchozími superčernými materiály se tento jeví ideální pro použití v oblasti infračerveného záření, ale jeho působnost  bude rozšířena na pohlcování celého spektra elektromagnetického záření. Nový metamateriál by tentokrát mohl najít použití v armádě  v technologiích nazývaných stealth. Tak by se jen obtížně radarem detekovala například letadla.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1 (1x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře