شاید شما فکر کنید که رنگ سیاه را میشناسید و یا حتی احتمالا با ماده ابرسیاه ونتابلک (Vantablack) که پیش از این، سیاهترین ماده شناخته شده توسط دانشمندان بود، آشنایی دارید؛ اما محققین حالا ماده جدیدی را کشف کردهاند که رنگ سیاه را به سطح جدیدی از سیاه بودن میبرد.
ماده ابرسیاه جدید که هنوز نامی ندارد از نانولولههای کربنی که در جهت عمودی همراستا شدهاند (CNTs) تشکیل شده است. این نانولولههای کربنی، به گفته تیم تحقیق، رشتههای میکروسکوپیک کربن هستند که بیشتر به جنگلی از درختان کوچک و ریز شباهت دارند.
این متریال میتواند ۹۹.۹۹۵ درصد از نور را به خود جذب کند و رکورد ۹۹.۹۶ درصد ونتابلک را شکسته است. به عبارت دیگر این ماده، ۱۰ برابر نور کمتری را در مقایسه با همه مواد ابرسیاه دیگر از جمله ونتابلک بازتاب میدهد.
این ماده سیاه رکوردشکن نیز مانند برخی از بهترین کشفهای علمی بهطور تصادفی کشف شده است. محققین به دنبال روشهایی برای رشد نانولولههای کربنی مذکور بر روی مواد رسانای الکتریکی مانند آلومینیوم بودند که در جریان این آزمایشها متوجه میزان سیاهی موادی شدند که در حال رشد دادن آنها بودند.
Kehang Cui، مهندس مکانیک از دانشگاه Shanghai Jiao Tong University در چین میگوید که: من به یاد دارم که متوجه سیاهی این متریال قبل از رشد نانوتیوبهای کربن بر روی فویل آلومینیومی شدم، بطوریکه بعد از رشد حتی سیاهتر هم شد. بنابراین فکر کردم که باید بازتاب نوری آن را اندازهگیری کنم.
آن موقع بود که با اندازهگیری پارامتر مذکور مشخص شد که ماده جدید خصوصیت جذب نور فوقالعاده قدرتمندی دارد؛ بهگونهای که همه نورهای تابیده شده را از هر زاویهای که بود بهشدت جذب میکرد.
با اینحال، چیزی که هنوز برای محققین روشن نیست این است که ماده مذکور چرا به این گونه است. حدس زده میشود که شاید این موضوع به نحوه ترکیب فویل آلومینومی استفادهشده، با نانولولههای کربن ربط داشته باشد. با وجود این، نیاز به تحقیقات بیشتری است که از آن اطمینان حاصل کنند.
در حالحاضر، ماده ابرسیاه تازه کشفشده، در یک نمایشگاه هنری به نام The Redemption of Vanity در نیویورک به نمایش گذاشته شده است. هنرمندی به نام Diemut Strebe با محققین پروژه همکاری کرده تا یک الماس زرد طبیعی ۱۶.۷۸ قیراطی را که قیمت آن حدود ۲ میلیون دلار برآورد میشود، با ماده سیاه جدید بپوشاند.
اما شاید برایتان سوال پیش بیاید که چرا باید یک الماس درخشان و براق در داخل یک حفره بدون نور قرار بگیرد. بهخاطر خاصیت جذبکنندگی نور بسیار بالای نانولولههای کربنی مذکور، وقتی یک الماس بزرگ و براق مثل نمونه فوق، توسط آنها پوشانده میشود شبیه سیاه چالهای خواهد شد که هیچ سایهای ندارد و هیچ نوری را بازتاب نمیدهد.
Strebe گفته که: کنار هم قرار دادن دو رنگ بسیار متضاد و زیبایی خاصی که نانولولههای کربن داشتند، تخیل مرا بر آن داشت که چنین پروژه هنری را به نمایش بگذارم.
البته کاربردهای مواد ابرسیاه، فراتر از نمایشگاههای هنری است. حذف نور و تشعشات در ابزارهای اپتیکال مانند دوربینها و تلسکوپها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و این امکان وجود دارد که ماده ابرسیاه جدید، در دور نگه داشتن نور از تلسکوپهای فضایی مورد استفاده قرار گیرد.
اینکه چقدر طول خواهد کشید تا ما دوباره شاهد ماده دیگری باشیم که حتی سیاهتر از نمونههای فعلی باشد، هنوز معلوم نیست.
Brian Wardle، پروفسور هوانوردی و کیهاننوردی از دانشگاه MIT گفته است که: من فکر میکنم که دست یافتن به سیاهترین سیاه دنیا هدفی است که هیچوقت متوقف نخواهد شد. سرانجام کسی یک ماده سیاهتر از نمونههای موجود خواهد یافت و ما با پی بردن به همه مکانیسمهای آن، قادر به تولید نهاییترین رنگ سیاه خواهیم شد.
تحقیق مذکور در مجله ACS Applied Materials & Interfaces چاپ شده است.