Opis absolutno črne barve in kako se imenuje najtemnejša barva na svetu
Predmeti, ki jih imenujemo črni, se znanstveno ne morejo tako imenovati, ker se določen odstotek sevanja, ki pada na njih, odbije. Za najbolj črno barvo na svetu je treba šteti tisto, ki absorbira 100% svetlobnih žarkov. To barvo so ustvarili britanski znanstveniki iz Surrey NanoSystems. Nastala snov odbije le 0,04 % vpadne svetlobe in gledalcu se zdi, da ne vidi tridimenzionalnega predmeta, temveč ogromno praznino, kot je črna luknja.
Katera barva je najbolj črna
Ustvarjalci Surrey NanoSystems so svojo zamisel poimenovali Vantablack. Prvi del imena "vanta" je okrajšava angleškega izraza "arrays de nanotubes vertically aligned" - to pomeni "nizi nanocevk, poravnanih navpično".
Barve Vantablack ne moremo imenovati v klasičnem smislu. Ne gre za pigment, temveč snov, sestavljeno iz velikega števila nanocevk, ki ni namenjena barvanju. Napačno je snov imenovati celo črna. Človeško oko prepozna barve, ko se svetlobni žarki odbijejo od pobarvane površine, Vantablack pa skoraj popolnoma absorbira svetlobo, zato je pravilneje temu reči pomanjkanje barve.
Vantablack je vpisan v Guinnessovo knjigo kot najtemnejša snov na planetu.Ni naravnih analogov, tudi najtemnejše kamnine premoga odbijajo 4% svetlobe.
Če laserski žarek usmerimo na površino, pobarvano z nano-barvo, ta izgine, kot bi se absorbiral. Predmete, pobarvane z najbolj črno barvo, vidni organi zaznavajo kot dvodimenzionalne.
Najtemnejši material po trdnosti presega jeklo, njegova toplotna prevodnost je boljša od bakra. Toda struktura z visoko mehansko odpornostjo ne naredi barve odporne na intenzivne mehanske obremenitve: stalne udarce in trenje.
Kako se to naredi in kako deluje
Črno črnilo je navpično usmerjena nanocevka, gojena na aluminijastih ploščah. Za ustvarjanje Vantablacka se uporabljajo katalitični delci s premerom manj kot dva nanometra, ki se nasičeni s plinom pretvorijo v karbonske cevi. 1 cm2 koncentriranih je več kot milijarda cevi.
Gojenje na aluminij izvajamo pri temperaturi 400°C. Za primerjavo je NASA ustvarila intenzivno črno barvilo pri 750 °C. Za strukturo snovi je značilna enotnost. Cevi nista preveč narazen, a tudi blizu drug drugemu nista. Fotoni, ki padejo na površino, končajo v vdolbinah med nanocevkami in se absorbirajo ter pretvorijo v toploto. To lahko primerjamo s tem, kako se sončna svetloba, ki pada na gost gozd, izgubi med gosto razmaknjenimi drevesnimi debli.
Vantablack je na voljo v dveh okusih:
- za nanašanje površin z vakuumskim pršenjem;
- sprej za brizganje Vantablack S-VIS.
Vantablack Black se lahko uporablja na najrazličnejših materialih. Uporabljeno je bilo na:
- aluminijeve plošče, aluminijev oksid in nitrid;
- plastične aluminijeve zlitine 6000 (z dodatkom silicija in magnezija);
- visoko trdne aluminijeve zlitine 7000 (z dodatkom magnezija in cinka);
- Nerjaveče jeklo;
- osnovni kobalt, baker, nikelj, molibden;
- minerali - safir in kremen;
- silicijev dioksid;
- titanov nitrid.
Klasično barvo Vantablack je mogoče nanašati na materiale s tališčem 450° C. Spray različica Vantablack S-VIS je primerna za materiale, ki se topijo pri temperaturah nad 100° C.
Najbolj črna barva ni bila narejena za civilno industrijo. Začetni namen - uporaba v vojaških in astronomskih objektih. Vantablack preprečuje sipanje svetlobnih žarkov v teleskopih, lahko se uporablja za kalibracijo zemeljskih in orbitalnih kamer, ki delujejo v infrardečem načinu, za zaščito astronavtov in vesoljskih plovil pred sončnim sevanjem.
Najbolj zanimiva in obetavna smer uporabe je ustvarjanje teleskopov, ki vidijo eksoplanete. Ta tehnika absorbira svetlobo zvezd, zaradi česar je težko zaznati planete.
Z uporabo barve lahko ustvarite premaze, ki ščitijo pred nenadnimi temperaturnimi nihanji in s tem povečajo vpijanje toplote. Kot element toplotne zaščite je snov uporabna pri izdelavi mikrosklopov in delov elektromehanskih izdelkov. V vojaški industriji je lahko črna barva uporabna za toplotno kamuflažno prevleko letal, za gradnjo tajnih objektov.
Izdelek, ki ga je ustvaril Surrey NanoSystems, je pritegnil zanimanje proizvajalcev pametnih telefonov, luksuznih ur in avtomobilskih armaturnih plošč.Barva se uporablja pri izdelavi senzorskih laserskih naprav za ročna in avtonomna vozila. Vse pogosteje se črna barva Vantablack uporablja v civilni industriji, čeprav je proizvodnja še vedno poskusna in ne za splošno uporabo.
Tako smo že poskusili narediti oblačila iz črne barve. Zaradi posebnosti strukture tekstilnih tkanin je odstotek absorpcije svetlobe nižji, vendar tudi na zelo zmečkanih oblačilih gube niso vidne.
Najbolj črna stavba je bila postavljena leta 2018 v Pyeongchangu v Južni Koreji za zimske olimpijske igre. Britanski arhitekt Asif Khan je paviljon, ustvarjen 10 m visok in 35 m širok s 4 ukrivljenimi stenami, poimenoval "Cosmic Split". Stene so posejane z lučmi, ki ustvarjajo učinek zvezdnatega neba.
Edini avtomobil, pokrit z Vantablack S-VIS, je BMW X6. Odbojnost premaza je 1 %, zato avto ne izgleda popolnoma dvodimenzionalen. Pozimi 2020 je švicarsko podjetje H. Moser & Cie predstavilo luksuzno uro s črno številčnico, prekrito z Vantablack. Njihov strošek je 75 tisoč dolarjev.
Zgodba o nastanku super noirja
Barvo Vantablack so predstavili strokovnjaki iz Surrey NanoSystems in britanski fiziki leta 2014. Skupaj so ustvarili snov, v kateri izgine 99,96% svetlobnih žarkov vidnega spektra, pa tudi radijske in mikrovalovne emisije.
Izum je takoj zanimal ne le strokovnjake v vojaški in vesoljski industriji, ampak tudi obrtnike. Tako se je slavni kipar Anish Kapoor, ki se je začel zanimati za barvo kot material za umetniške instalacije, s proizvodnim podjetjem dogovoril za podelitev ekskluzivne pravice do uporabe črnega materiala, proizvedenega v obliki spreja.
Kapoorjeva predrznost je povzročila ogorčenje številnih slavnih mojstrov umetnosti. Eden od ogorčenih je bil britanski umetnik Stuart Sample. Dejanje maščevanja ni bilo dolgo: umetnik je ustvaril lastno linijo super barvil za široko porabo. Kupi jih lahko kdorkoli, razen Kapoorja in njegovih podrejenih.
Ali se ga da kupiti
Vantablack je mogoče kupiti samo v Veliki Britaniji, samo s strani pravne osebe. Stranke Paint-a so muzeji in visokošolske ustanove, ki potrebujejo opremo za demonstracije, raziskovalna in industrijska podjetja. Osebje Surrey NanoSystems skrbno izbere stranko, s katero razmišlja o sklenitvi pogodbe.
Znani analogi
Stuart Sample, jezen na Kapoorja, je izdal celo vrsto edinstvenih barvil za široko uporabo:
- ČRNA 2.0 - popolna črna;
- ROZA - super roza
- Glittery Glitter - super sijoče
- Phaze in Shift - spreminjata odtenek glede na temperaturo.
BLACK 2.0 je odličen razvoj, ki ga je pripravil Stuart Sample. Barva presega Vantablack glede absorpcije svetlobe, velja za njen napredni analog, ki je na voljo vsakemu kupcu.
Vzorec za kratek čas ni zasedel vodilnega mesta pri izvajanju najbolj črne barve. Massachusetts NanoLab je ustvaril črno barvilo, imenovano Singularity Black. Absorpcija svetlobe je skoraj 100 %, zato so poslikani predmeti videti popolnoma dvodimenzionalni. Prvi, ki je uporabil barvo, je bil kipar Jason Chase, ki je ustvaril kompozicijo "Black Iron Ursa". Izdelek je na voljo vsakemu kupcu, za 20 ml proizvajalec zahteva le 50 dolarjev.