وصف الطلاء الأسود المطلق وما هو اسم أحلك لون في العالم
الأشياء التي نسميها سوداء لا يمكن تسميتها علميًا ، لأن نسبة معينة من الإشعاع الحادث عليها تنعكس. يجب اعتبار الطلاء الأكثر سوادًا في العالم هو الذي يمتص 100٪ من أشعة الضوء. تم إنشاء هذا الطلاء بواسطة علماء بريطانيين من Surrey NanoSystems. تعكس المادة الناتجة 0.04٪ فقط من الضوء الساقط ، ويبدو للمشاهد أنه لا يرى جسمًا ثلاثي الأبعاد ، بل هو فراغ ضخم مثل ثقب أسود.
أي طلاء هو الأكثر سوادًا
دعا مبتكرو Surrey NanoSystems من بنات أفكارهم Vantablack. الجزء الأول من اسم "فانتا" هو اختصار للتعبير الإنجليزي "مصفوفات الأنابيب النانوية المحاذاة رأسياً" - أي "مصفوفات الأنابيب النانوية المحاذاة عموديًا".
لا يمكن تسمية Vantablack بالطلاء بالمعنى الكلاسيكي. إنها ليست صبغة ، لكنها مادة تتكون من عدد كبير من الأنابيب النانوية ، غير مخصصة للرسم. من الخطأ تسمية مادة ما حتى باللون الأسود. تتعرف العين البشرية على الألوان عندما تنعكس أشعة الضوء من سطح مطلي ، ويمتص Vantablack الضوء بالكامل تقريبًا ، لذلك من الأصح تسميته بنقص اللون.
تم إدراج Vantablack في كتاب غينيس باعتباره أحلك مادة على هذا الكوكب.لا توجد نظائر طبيعية ، حتى أحلك صخور الفحم تعكس 4٪ من الضوء.
إذا تم توجيه شعاع الليزر إلى سطح مطلي بطلاء نانوي ، فسوف يختفي كما لو كان قد تم امتصاصه. الأشياء المطلية باللون الأكثر سوادًا تدركها الأعضاء المرئية على أنها ثنائية الأبعاد.
أحلك المواد تفوق الفولاذ في القوة ، الموصلية الحرارية أفضل من النحاس. لكن الهيكل ذو المقاومة الميكانيكية العالية لا يجعل الطلاء مقاومًا للضغوط الميكانيكية الشديدة: الصدمات والاحتكاك المستمر.
كيف يتم ذلك وكيف يعمل
الحبر الأسود عبارة عن أنبوب نانوي موجه رأسياً ينمو على ألواح من الألومنيوم. لإنشاء Vantablack ، يتم استخدام جزيئات محفزة بقطر أقل من 2 نانومتر يتم تحويلها ، المشبعة بالغاز ، إلى أنابيب كربون. 1 سم2 أكثر من مليار أنبوب مركزة.
يتم إجراء الاستزراع على الألومنيوم عند درجة حرارة 400 درجة مئوية. بالمقارنة ، صنعت وكالة ناسا صبغة سوداء كثيفة عند 750 درجة مئوية. يتميز هيكل المادة بالتوحيد. الأنابيب ليست متباعدة جدًا ، لكنها أيضًا ليست قريبة من بعضها البعض. ينتهي الأمر بالفوتونات المتساقطة على السطح في المنخفضات بين الأنابيب النانوية ويتم امتصاصها وتحويلها إلى حرارة. يمكن مقارنتها بكيفية ضياع ضوء الشمس ، المتساقط على غابة كثيفة ، بين جذوع الأشجار المتباعدة بكثافة.
يأتي Vantablack بنكهتين:
- لطلاء سطح رذاذ الفراغ ؛
- رذاذ للرش Vantablack S-VIS.
يمكن استخدام Vantablack Black على مجموعة متنوعة من المواد. تم استخدامه على:
- ألواح الألمنيوم وأكسيد الألومنيوم ونتريد ؛
- سبائك الألومنيوم البلاستيكية 6000 (مع إضافة السيليكون والمغنيسيوم) ؛
- سبائك الألومنيوم عالية القوة 7000 (مع إضافة المغنيسيوم والزنك) ؛
- الفولاذ المقاوم للصدأ
- الكوبالت الأساسي والنحاس والنيكل والموليبدينوم ؛
- المعادن - الياقوت والكوارتز.
- ثاني أكسيد السيليكون؛
- نيتريد التيتانيوم.
يمكن تطبيق طلاء Vantablack الكلاسيكي على المواد ذات درجة انصهار 450 درجة مئوية.نسخة الرش من Vantablack S-VIS مناسبة للمواد التي تذوب عند درجات حرارة أعلى من 100 درجة مئوية.
لم يتم صنع الطلاء الأكثر سوادًا للصناعة المدنية. الغرض الأولي - الاستخدام في المنشآت العسكرية والفلكية. يمنع Vantablack تبعثر حزم الضوء في التلسكوبات ، ويمكن استخدامه لمعايرة الكاميرات الأرضية والمدارية التي تعمل في وضع الأشعة تحت الحمراء ، لحماية رواد الفضاء والمركبات الفضائية من الإشعاع الشمسي.
الاتجاه الأكثر إثارة للاهتمام والواعدة للاستخدام هو إنشاء التلسكوبات التي ترى الكواكب الخارجية. تمتص هذه التقنية ضوء النجوم ، مما يجعل من الصعب اكتشاف الكواكب.
باستخدام الطلاء ، يمكنك إنشاء طبقات واقية من التقلبات المفاجئة في درجات الحرارة ، وبالتالي زيادة امتصاص الحرارة. كعنصر من عناصر الحماية الحرارية ، فإن المادة قابلة للتطبيق في إنشاء التجميعات الدقيقة وأجزاء المنتجات الكهروميكانيكية. في الصناعة العسكرية ، يمكن أن يكون الطلاء الأسود مفيدًا لطلاء التمويه الحراري للطائرات ، لبناء مرافق سرية.
اجتذب المنتج ، الذي أنشأته Surrey NanoSystems ، اهتمام الشركات المصنعة للهواتف الذكية والساعات الفاخرة ولوحات عدادات السيارة.يستخدم الطلاء في إنتاج أجهزة الليزر الاستشعار للمركبات اليدوية وذاتية القيادة. على نحو متزايد ، يتم استخدام طلاء Vantablack الأسود في الصناعة المدنية ، على الرغم من أن الإنتاج لا يزال تجريبيًا ، وليس للاستهلاك العام.
لذلك ، حاولنا بالفعل صنع الملابس من الطلاء الأسود. نظرًا لخصائص بنية الأقمشة النسيجية ، تكون نسبة امتصاص الضوء أقل ، ومع ذلك ، حتى على الملابس شديدة التجاعيد ، لا تظهر أي تجاعيد.
تم تشييد المبنى الأكثر سوادًا في عام 2018 في بيونغ تشانغ ، كوريا الجنوبية من أجل دورة الألعاب الأولمبية الشتوية. أطلق المهندس المعماري البريطاني آصف خان على الجناح اسم "كوزميك سبليت" بارتفاع 10 أمتار وعرض 35 متراً مع 4 جدران منحنية. الجدران مليئة بالأضواء التي تخلق تأثير السماء المرصعة بالنجوم.
السيارة الوحيدة المشمولة في Vantablack S-VIS هي BMW X6. تبلغ نسبة انعكاس الطلاء 1٪ فلا تبدو السيارة ثنائية الأبعاد بالكامل. في شتاء عام 2020 ، قدمت شركة H. Moser & Cie السويسرية ساعة فاخرة ذات قرص أسود مغطى بـ Vantablack. تكلفتها 75 ألف دولار.
قصة ظهور سوبر بلاك
تم تقديم طلاء Vantablack من قبل متخصصين من Surrey NanoSystems وعلماء الفيزياء البريطانيين في عام 2014. قاموا معًا بإنشاء مادة تختفي فيها 99.96 ٪ من أشعة الضوء من الطيف المرئي ، بالإضافة إلى انبعاثات الراديو والميكروويف.
لا يهتم الاختراع على الفور بالمتخصصين في الصناعات العسكرية والفضائية فحسب ، بل يهتم أيضًا بالحرفيين. وهكذا ، اتفق النحات الشهير أنيش كابور ، الذي أصبح مهتمًا بالطلاء كمادة للتركيبات الفنية ، مع شركة تصنيع على منح الحق الحصري في استخدام المادة السوداء المنتجة على شكل رذاذ.
تسببت وقاحة كابور في استياء العديد من مشاهير الفن. كان الفنان البريطاني ستيوارت سامبل من بين الغاضبين. لم يمض وقت طويل على فعل الانتقام: ابتكر الفنان خطه الخاص من الأصباغ الفائقة للاستهلاك العام. يمكن لأي شخص شرائها باستثناء كابور ومرؤوسيه.
هل من الممكن شرائه
لا يمكن شراء Vantablack إلا في المملكة المتحدة ، فقط بواسطة كيان قانوني. عملاء Paint هم المتاحف ومؤسسات التعليم العالي التي تحتاج إلى معدات لأغراض العرض والبحث والشركات الصناعية. يختار موظفو Surrey NanoSystems بعناية العميل الذي يفكرون في إبرام عقد معه.
نظائرها المعروفة
أطلق ستيوارت سامبل ، غاضبًا من كابور ، مجموعة كاملة من الأصباغ الفريدة للاستهلاك العام:
- أسود 2.0 - أسود مثالي ؛
- الوردي - سوبر الوردي
- بريق لامع - لامع للغاية
- Phaze and Shift - اللذان يغيران درجة اللون بناءً على درجة الحرارة.
BLACK 2.0 هو تطوير ممتاز برعاية ستيوارت سامبل. يتفوق الطلاء على Vantablack من حيث امتصاص الضوء ، فهو يعتبر نظيره المتقدم ، وهو متاح لأي مشترٍ.
لم تحتل العينة مكانة رائدة في تنفيذ الطلاء الأكثر سوادًا لفترة قصيرة. ابتكر معهد ماساتشوستس نانولاب صبغة سوداء تسمى Singularity Black. تبلغ نسبة امتصاص الضوء 100٪ تقريبًا ، لذا فإن الأجسام المطلية تظهر ثنائية الأبعاد تمامًا. أول من استخدم الطلاء كان النحات جيسون تشيس ، الذي ابتكر تركيبة "أورسا الحديد الأسود". المنتج متاح لأي مشتر ، مقابل 20 مل تطلب الشركة المصنعة 50 دولارًا فقط.