Vantablack, самый темный материал в мире, был изобретен в Великобритании в 2014 году. Он состоит из вертикально ориентированных массивов углеродных нанотрубок и поглощает 99,9% падающего на него излучения: фотоны теряются между нанотрубками и не отражаются обратно, превращаясь в тепло.
Теперь Vantablack вышел в форме спрея, сообщается на сайте компании-производителя Surrey NanoSystems .
В таком виде он способен поглотить 99,8% инфракрасного, ультрафиолетового и видимого излучения и, как и предшественник, позволяет скрыть объем какого-либо объекта, визуально превратив его в черную дыру. С помощью спрея, получившего название Vantablack S-VIS, теоретически можно покрывать Vantablack крупные объекты, вплоть до истребителей.
В 2016 году создатели Vantablack — компания Surrey NanoSystems — довели светопоглощающую способность материала до такой степени, что ни один спектрометр был не в состоянии определить даже один квант света, отраженного Vantablack.
«Даже свет от мощной лазерной указки практически не отражается», — сообщили они.
До этого не существовало материала, отраженный в инфракрасном диапазоне свет от которого не мог бы уловить спектрометр.
Как говорят исследователи, когда отражательная способность полностью блокирована, возникает идеальная черная поверхность. Подобный эффект возник бы, например, если бы в лесу росли деревья высотой три километра, блокирующие все попадающие на них лучи света. Внешне объект, покрытый Vantablack, выглядит как бездонная черная дыра.
А тем временем инженеры тоже создали суперчерный материал из нанотрубок, способный поглощать 99,9% света. В 2014 году на Международной космической станции были проведены его испытания. Джон Хагопян, один из разработчиков, рассказал, что материал можно будет использовать для покрытия спутниковых элементов управления, дефлекторов, абсорберов сверхпроводящих детекторов. Также их можно использовать в коронографах — специальных телескопах, позволяющих наблюдать за солнечной короной вне затмений.
Для повседневного использования Vantablack пока не подходит, нанотрубки — слишком нежный материал. Но в будущем, считает технический директор компании Surrey NanoSystems Бен Дженсен, он найдет широкое применение в автомобильной промышленности.
Светопоглощающее покрытие можно будет использовать, например, для беспилотных автомобилей.
«Если солнечные лучи ослепляют систему видения, это сказывается на безопасности поездки, — отмечает он. — С помощью технологий можно улучшить подавление этого света».
Существует еще много вариантов применений Vantablack — от улучшения работы инфракрасных камер до защиты человека от радиации. Его можно использовать для увеличения поглощения тепла в материалах, используемых в технологиях по концентрации солнечной энергии и в военной промышленности для создания «температурного камуфляжа». А известный скульптор предложил использовать его в роли краски для изображения бездонного космоса.
Самый черный материал в мире April 7th, 2018
Вот еще один участник нашего раздела .
Инженеры-физики из британской компании Surrey Nanosystems представили свою новую разработку — уникальный материал под названием Vantablack , который считается самым тёмным в мире. По словам разработчиков, он поглощает практически весь свет, кроме ничтожных 0,035%, которые отражаются от его поверхности. Это интересное свойство делает Vantablack полностью невидимым, и разглядеть можно только объекты вокруг него.
Несмотря на неровности поверхности, мы их даже не видим
Видео под катом …
Научная пресса уже окрестила материал искусственной чёрной дырой. Такой мощной гравитацией, как настоящая погибшая звезда, Vantablack, разумеется, не обладает, но со светом он делает то же самое, что и космические чёрные дыры — поглощает и не выпускает. Другая интересная особенность нового материала заключается в том, что, даже будучи изогнутым, со стороны он всё равно кажется плоским, ведь для глаза все изгибы совершенно незаметны.
«При сгибании Vantablack наблюдатель ожидает увидеть вмятины и морщины, однако вместо всего этого он видит иллюзию совершенно тёмного отверстия в пространстве», — рассказывает соавтор исследования Бен Дженсен (Ben Jensen), который также является техническим директором компании Surrey Nanosystems.
Попытки создания абсолютно тёмного материала уже предпринимались и не раз. Так, в 2008 году команда из Политехнического института Ренсселера представила материал , который отражал всего 0,045% световых волн, но разработчикам из Surrey Nanosystems удалось побить этот рекорд.
Название материала происходит от словосочетания V ertically A ligned N anoT ube A rrays (Вертикально ориентированные массивы нанотрубок ) и слова black (чёрный ).
Особые свойства материала отражены в его названии. Первые два слога Vanta являются акронимом от словосочетания vertically aligned carbon nanotube arrays, то есть «вертикально выровненные массивы углеродных нанотрубок». Углеродные нанотрубки учёные вырастили в лаборатории на алюминиевой фольге при низких температурах. Они оказываются плотно составленными вместе, что позволяет свету проникать внутрь, но очень небольшому количеству — преимущественно ультрафиолетовому, инфракрасному и микроволновому — отражаться от этого «леса».
Такой суперчёрный материал снижает уровень рассеянного света, а также в семь с половиной раз лучше чем медь проводит тепло и является в 10 раз более прочным, чем сталь. А потому он имеет массу потенциальных применений, в том числе в качестве «шапки-невидимки» для военных объектов, которые необходимо скрыть.
Также им можно покрывать внутреннюю часть высокочувствительных телескопов, предназначенных для обнаружения тусклых и далёких объектов. И наконец, его можно применять для повышения производительности солнечных панелей и инфракрасных датчиков.
Микрофотография структуры Vantablack®.
Процесс производства самого черного материала Vantablack® основан на технологии низкотемпературного синтеза вертикально-расположенных углеродных нанотрубок (англ. — vertically-aligned carbon nanotube (VANTA), разработанного фирмой Surrey NanoSystems. Методика осаждения покрытия Vantablack® подходит для различных материалов с размерами отдолей микрона и больше. Она легко сочетается со стандартными методами литографии и позволяет, в случае необходимости, выполнять сложные узоры.
Раньше VANTA-покрытия могли быть нанесены только на дорогостоящие, объемные жаропрочные сплавы и термостойкие материалы, такие как кремний, соответственно, их невозможно было использовать для чувствительной электроники или материалов с относительно низкой температурой плавления. Отличием покрытия из самого черного материалаVantablack® является то, что его можно синтезировать на многих чувствительных к температуре материалах (например, алюминии), которые имеют большое значение для наземных,воздушных и космических применений. Наноструктурированный Vantablack® является химически инертным, имеет высокое сопротивление ударам и вибрациям и демонстрирует превосходную стабильность при воздействии тепла и окружающей среды.
Самый черный материал представляет собой массив из вертикальных, расположенных вплотную друг к другу углеродных нанотрубок). Такая своеобразная структура и определяет уникальные свойства Vantablack®, поскольку прошедшему сквозь «крону» такого наноуглеродного «леса» свету чрезвычайно трудно выбраться из этой ловушки и отразиться от поверхности из такого материала.
Vantablack® имеет самую высокую теплопроводность и минимальное отношение массы к объему среди всех материалов, которые могут быть использованы в приложениях, требующих высокой излучательной способности. Он обладает практически ничтожным уровнем дегазации и эмиссии частиц, таким образом устраняя основной источник загрязнения в чувствительных системах визуализации. Он выдерживает механические нагрузки, возникающие при запуске ракеты, а также долговременные вибрации и идеально подходит для облицовки внутренних компонентов, таких как отверстия, перегородки и оптические датчики на основе МЭМС (микроэлектромеханические системы).
Практическое применение самый черный материал нашел, главным образом, в оптическом приборостроении: в качестве эталонных источников излучения «черного тела» в чувствительных телескопах, спутниковых системах калибровки, ИК-детекторах и для подавления помех от рассеянного излучения в оптических системах. Также Vantablack® может применяться для военных транспортных средств и брони, так как сделает их практически невидимыми, особенно при использовании ночью.
Каждый цвет я буду иллюстрировать его "метафорическими" и предметными оттенками, а также давать примерные оттенки цвета для 12 колоритов.
Черный цвет - это полное поглощение света и цвета. Тем не менее, многие не чисто черные оттенки тоже иногда называют черными.
черный цвет
Яркий черный, эбонитовый.
Матовый черный - угольный
Условно-черные - очень темные цветные
иссиня - черный, цвет воронова крыла
черноплодная рябина - очень темный сине-фиолетовый.
Чернослив - очень темный коричнево-фиолетовый
Графитовый, он же цвет мокрого асфальта
Теперь об оттенках для колоритов:
Чисто черный цвет
- это цвет для всех трех зим. 
Для всех остальных есть более универсальный цвет off-black
- очень темно-серый
Если черный не входит в вашу палитру, его можно уравновесить своими цветами
Однако, насколько удачно вы сможете искусственно "вписать" черный в вашу палитру зависит от характеристик вашей внешности.
Черный - темный, яркий, холодный цвет. Соответственно, он больше всего идет тем, у кого внешность темная, яркая и холодная - т.е. как раз зимам.
Чем больше расходятся характеристики внешности с характеристиками цвета, тем меньше цвет идет и тем сложнее его "приручить".
Ну и выборки из палитр черных, темно-серых и условно-черных цветов для каждого из 12 колоритов
(Не у всех колоритов есть черный или даже off-black, поэтому я "вытащила" из палитры самые похожие цвета (самые близкие к темному нейтральному серому хотя бы)
Темная зима
: чистый матовый черный, off-black, чернослив
Холодная зима
:чистый черный, off-black, вороново крыло, черноплодная рябина
Яркая зима
: чистый черный, off-black, вороново крыло, черноплодная рябина, яркий чернослив
Яркая весна
: off black и off black с капелькой коричневого
Теплая весна
не имеет своего черного, самый близкий цвет - графит с добавлением коричневого
Светлая весна
тоже не имеет своего черного, самый близкий цвет - средне-темный теплый серый -графит
И у светлого лета
нет черного - самый темный нейтральный ахроматический цвет - графит
У холодного лета
все тот же графит, только чуть темнее, и off-black
У мягкого лета
- off black, смягченная черноплодная рябина и чернослив
У мягкой осени
- то же самое, только с маленькой разницей в оттенках - off black, смягченная черноплодная рябина, но чуть ярче, чем у лета и чернослив чуть краснее
У теплой осени
нет черного. Самые близкие оттенки - графит с большим добавлением коричневого, почти taupe и красноватый чернослив
У темной осени
- off-black, классический чернослив и чуть смягченная черноплодная рябина
Этот материал - тот самый Vantablack 2, который не поддаётся измерению спектрометром
Еще два года назад компания Surrey NanoSystems создала из нанотрубок самый черный материал на Земле, который получил название Vantablack (Vertically Aligned NanoTube Arrays). У этого материала был зафиксирован самый низкий коэффициент отражения среди всех прочих известных темных материалов - всего 0,036%. Для демонстрации свойств Vantablack его создатели сняли ролик с лазерной указкой. Пятно света, которое проходит по поверхности этого материала, просто пропадает. Все это похоже на черную дыру в миниатюре.
Уже в этом году специалисты той же компании представили новую версию Vantablack, Vantablack 2 . Его коэффициент отражения пока не сообщается - просто потому, что чувствительность современных спектрометров слишком мала. В итоге коэффициент отражения остается неизвестным - нулю он не равен, это невозможно, но стремится к нему.
Такой материал может быть просто подарком для военных - ведь он поглощает свет, ультрафиолет, инфракрасное излучение. Военные при помощи Vantablack 2 могут создавать «теплозащитный камуфляж» для маскировки своей техники. Также его можно использовать в науке и технике - в частности, для калибровки оптического оборудования, предотвращения рассеивания света в телескопах, улучшения ИК-камер, работающих на Земле и в космосе. Также материал может применяться в системах тепловой защиты и в качестве покрытия миниатюрных узлов и элементов различных микроэлектромеханических устройств. Наверное, какие-то аксессуары, покрытые таким материалом, будут популярны и среди богатых людей. Материал, не отражающий свет - это ведь может стать последним писком моды! Интересно, что учёным, создавшим Vantablack, запрещено разговаривать с журналистами на тему потенциального военного применения их материала, и цену на него они также отказались озвучить, ограничившись фразой «он очень дорогой». Ранее интерес к материалу высказывал скульптор Аниш Капур.
Пример скульптуры, изготовленной с использованием Vantablack. Выглядит очень необычно
Он же стал первым представителем мира искусства, получившего право использовать такой материал. При этом Капур получил эксклюзивное право на использование Vantablack 2, чему не слишком рады коллеги скульптора. Сейчас Vantablack уже используется в искусстве. В частности, этим материалом собираются покрывать даже толстовки. Хотя, судя по тому, что говорят о цене Vantablack 2 его создатели, такая одежда будет не просто дорогой, а очень дорогой. Да и условия ее ношения пока неясны. Не смоет ли сверх-дорогое покрытие обычным дождем, например?
Покрытие Vantablack 2 на алюминии
Интересно, что разработчики не сообщают подробную информацию о процессе создания Vantablack 2, известно только, что в качестве основы используются нанотрубки, выращиваемые при температуре 430ºC в камере Chemical Vapour Deposition. Материал составляется из миллионов таких нанотрубок толщиной около 20 нанометров. Это в 3500 раз меньше, чем диаметр волоса человека - от 14 до 50 микрон. По оценкам специалистов, 1 см2 поверхности, покрытой Vantablack 2, содержит около миллиарда нанотрубок. Эффект абсолютной черноты создается благодаря тому, что свет попадает между трубок, отражается между ними и не может выйти наружу. Для понимания ситуации ученые предлагают представить ситуацию, когда вы прогуливаетесь по лесу, где высота деревьев составляет не 10-20 метров а 3 км и больше. Нижние ярусы такого леса солнечных лучей видеть не будут вовсе.
Сейчас разработчики представили новое видео с участием своего материала. Видео необычное, поскольку здесь по поверхности воды плавает алюминиевый диск. Да, мы привыкли, что вещи плотнее воды тонут, но здесь все по-другому. Surrey Nanosystems демонстрируют экстремальную гидрофобность Vantablack 2. Диск без проблем плавает на поверхности воды, а когда его вынимают, он остается полностью сухим. Такое свойство материала объясняется тем, что у него чрезвычайно низкая энергия поверхности. В комплексе с большой поверхностью диска это помогает ему держаться на воде.
Вот и само видео:
Стоит отметить еще и то, что если человек смотрит на Vantablack 2, он не воспринимает предмет с таким покрытием, как нечто материальное. Вместо этого мозг говорит нам о том, что это провал в черноту, ничто.
Но все же это не абсолютно черное тело, как и говорилось выше, хотя степень поглощения материалом электромагнитного излучения определенных видов и стремится к 100%. Абсолютно чёрное тело - физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах. Таким образом, для абсолютно чёрного тела поглощательная способность (отношение поглощённой энергии к энергии падающего излучения) равна 1 при излучениях всех частот, направлений распространения и поляризаций. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.
В своей основе оригинальный материал Vantablack не является краской, красителем или тканью. Это специальное покрытие, созданное на базе миллионов углеродных нанотрубок диаметром около 20 нанометров (примерно в 3500 раз меньше диаметра человеческого волоса) и длиной от 14 до 50 микрон (1 нанометр равен 0,001 микрона). Другими словами, поверхность площадью 1 квадратный сантиметр может содержать около 1 миллиарда этих крошечных нанотрубок. Когда свет попадает на поверхность, покрытую Vantablack, фотоны заполняют промежутки между нанотрубками и фактически остаются взаперти, начиная просто отскакивать от молекул материала внутри.
«Практически полное отсутствие рефлекторной способности позволяет создать практически идеальную черную поверхность», — говорят исследователи.
«Для понимания этого эффекта попробуйте представить себя идущим по лесу, высота деревьев которого составляет около 3-х километров вместо обычных 10-20 метров. Легко представить, насколько мало света сможет вас достигнуть».
Материал Vantablack настолько темный, что человеческий глаз практически неспособен его воспринимать, так как нашему мозгу требуется наличие отражающегося света, чтобы можно было понимать, что находится прямо перед нашими глазами. Создатели материала заявляют, что люди, смотрящие на материал, испытывают некоторую степень замешательства, а некоторые вообще говорят, что при просмотре на Vantablack видят не физический объект, а скорее какую-то бездонную черную дыру.
Спрей-версия материала называется Vantablack S-VIS и позволяет использовать материал на более широком наборе различных поверхностей. Одна из потенциальных сфер применения — создание настоящих самолетов-невидимок.
А вот так выглядит трехмерная маска с распыленным на нее Vantablack. Нашему мозгу может показаться, что маску просто вырезали тем же «фотошопом».
А вот фотография сферического объекта, покрытого Vantablack S-VIS.
Если у вас уже зачесались руки раздобыть такую штуку себе, спешим огорчить. В свободном доступе этот материал достать не получится. Поэтому покраска вашего автомобиля отменяется. Однако если вы являетесь сотрудником какого-нибудь крупного университета или музея, то, возможно, вам и удастся выпросить образец.
Ниже можно посмотреть видео, в котором сравниваются предметы «обычного» черного цвета с объектами, покрытыми Vantablack. Разница, что называется, без комментариев.