Najtmavší materiál na svete ešte potemnel. Tvorcom sa nedal ani zmerať

Výrobca najtmavšieho materiálu na svete ho dokázal vďaka úprave výrobného procesu urobiť ešte tmavším. Odráža menej ako dve promile dopadajúceho svetla, mnohonásobne menej ako čierna farba, píše portál idnes.cz.

V roku 2014 malá britská firmy Surrey Nanosystems predstavila materiál, z ktorého takmer doslova prechádza zrak. Látka nazvaná komerčným názvom Vantablack je tá najčernejšia čierna na svete. Na fotografiách - a údajne aj na vlastné oči - klame ľudský zrak tak dokonale, že vytvára ilúziu dokonalo čiernej diery v realite. Odráža tak málo svetla, že pri objektoch pokrytých Vantablackom nie je možné spoznať ich kontúry a priestorové usporiadanie. Vidíte len obrysy a celkom temnú plochu nimi ohraničenú.

Už prvý Vantablack odráža vo viditeľnom spektre podstatne menej svetla ako najlepšie čierne farby, ale aj tak sa ho darí pomaličky vylepšovať, ako dokladá video, ktoré Surrey Nanosystems zverejnila tento rok v marci. Prvýkrát sa im podarilo vyrobiť taký tmavý materiál, že sa im jeho vlastnosti údajne nepodarilo zmerať prístrojom (spektrometrom), ktorý používali na kontrolu predchádzajúcich sérií. (Spektrometer meria chemické zloženie predmetov na základe merania vlnovej dĺžky odrazeného svetla - v tomto prípade sa ale svetla odráža tak málo, že tento konkrétny prístroj nič „nevidí“. S citlivejším spektrometrom by meranie bolo možné.)



Materiál Vantablack tvorí „les“ uhlíkových trubičiek s rozmermi rádovo v nanometroch. Nanometer je miliardtina metra a zmestia sa do neho zhruba desiatky atómov (záleží samozrejme na tom, o ktorý prvok ide). Nanotrubičky stoja viacmenej kolmo na podložke a slúžia ako pasca na prilietajúce fotóny, ktoré sa medzi nimi odrážajú tak dlho, kým ich jeden z uhlíkových atómov pohltí. Aj keď sa to napríklad pri pohľade na fotografie z elektrónového mikroskopu pri našom článku nemusí zdať, materiál je pre fotóny veľmi dobre prestupný.

Konce trubičiek trafia len malý zlomok fotónov (tie spomínané promile), ktoré sa potom odrážajú späť do priestoru a je možné ich zachytiť. Evidentne je ich však príliš málo na to, aby z nich bolo možné získať nejakú relevantnú informáciu o vzhľade materiálu. O tom sa koniec koncov môžete presvedčiť na nasledujúcom videu, kde sa veľmi poprehýbaný hliníkový podklad potiahnutý nanotrubičkami javí pri čelnom pohľade ako úplne rovná čierna plocha.



Pri pohlcovaní fotónov vzniká teplo, ktoré potom podložka pod uhlíkovými nanotrubičkami odvádza preč. Preto sa pre ňu volia aj materiály, ktoré dobre odvádzajú teplo, napríklad meď. Mimochodom, než sa spýtate - tepla nevzniká zase toľko, aby to predstavovalo nejaký zásadný problém. Od Vantablacku sa odráža síce (veľmi približne) stokrát menej svetla ako od bežného čierno natretého povrchu, ale to je nevhodné porovnanie. Dôležitejšie je, že aj tmavá čierna farba pohlcuje 95 (alebo aj o niečo viac) percent prichádzajúceho viditeľného svetla. Vantablack ho síce pohlcuje 99,8 percenta, ale iste si už v tú chvíľu uvedomíte, že to taký veľký rozdiel nie je. Aj najtmavší známy materiál sa bude na priamom slnečnom žiarení zahrievať veľmi podobne ako bežná tmavá farba.

Zaujímavejšou otázkou je, kde by mohol nájsť využitie. Prvé, ktoré spomenuli autori, bolo v optických systémoch satelitov za ceny, ktoré pravdepodobne nebudú vôbec ľudové. Ale to nehrá vo vesmíre až takú rolu, pretože cena materiálu bude pravdepodobne nižšia ako cena jeho dopravy do vesmíru. A tak aj relatívne malé zlepšenie výkonov dáva určitý ekonomický zmysel.

Zdá sa, že sa pomerne rýchlo nájdu aj iné, pozemské a laikom zrozumiteľnejšie aplikácie. Výrobca Vantablacku v komentári na svojom kanáli YouTube napríklad tvrdí, že materiál by sa mohol objaviť na ciferníkoch hodiniek niektorých švajčiarskych výrobcov. Mal by ponúkať ideálne kontrastné pozadie pre ručičky aj veľmi zaujímavý vizuálny efekt. Materiál už bol tiež použitý na balenie dezodorantu Lynx, ale to išlo vyslovene o marketingovú akciu ako zrod nejakého dlhodobého a zmysluplného spôsobu využitia - išlo o jedno jediné balenie, ktoré sa pripravovalo údajne okolo 400 hodín.

Technologicky by aplikácia azda nemusela byť taký problém, výrobca má Vantablack k dispozícii aj v spreji, ktorý možno použiť na množstvo povrchov. Najviac teda bude záležať na ekonomickej stránke projektu, teda na cene. Surrey Nanosystems opakovane uvádza, že chcú, aby bola cena čo najnižšia, nie je ale jasné, či už majú vyvinuté výrobné procesy, ktoré by umožnili cenu stlačiť výrazne nadol pri udržaní dostatočnej kvality.