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.
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.
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.
Даже будучи изогнутым, Vantablack кажется дырой в пространстве, а не реальным материалом
(фото Surrey Nanosystems).
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, 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.
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.
Сочетания черного цвета – царственные, выразительные. Тон уникально преображает любой оттенок, но лучше с ним смотрятся чистые, яркие краски.
Черный цвет в физическом понятие – отсутствие какой-либо световой волны. Его можно охарактеризовать как «ничто» и все, что будут на его фоне станет более привлекательным, насыщенным, воодушевляющим. Этот тон – идеальный контраст для любого оттенка, предмета, и даже почти белые или невзрачные краски заиграют рядом с ним новыми гранями. Как и белый, черный самый распространенный оттенок в обиходе. Однако у него есть дополнительные преимущества: не маркость, он бесконечно актуальный, способен создавать объем. Грациозный и «тихий» он доступен всем слоям общества.
И конечно же он играет не маловажную роль в культуре: читайте .
А до сих пор ведутся дискуссии.
Оттенки черного цвета
Несмотря на то, что черный цвет самый темный из всех существующих у него тоже есть оттенки, правда они все-таки будут отличаться от абсолютно выраженного цвета. Это значит, что в преимущественном отсутствие световой волны, есть примесь. Это может быть синий, тогда тон будет называться иссиня-черный, фиолетовый – фиолетово-черный. Если есть комплексное загрязнение, то оттенок будет черно-серым, с возможными коричневыми, зелеными подтонами. Ниже представлены оттенки черного в палитре Pantone для текстиля.
Черный цвет сочетается в палитре
Лунная дорожка
Ночь – стихия этого цвета. На его фоне все огоньки, блики смотрятся волшебно. Оттенки приобретают новый смысл, и нет ничего романтичнее лунной дорожки на глади океана, которая завет в неведомые дали восхитительной сказки. Волна под вспышкой имеет множество красок от почти белых до практически черных. Палитра состоит из бело-зеленого, бледно-зеленого, сине-зеленого, берлинской лазури, кобальта, темно-черного.
Маленькая пантера
Черные коты считаются животными, приносящими несчастье, однако, посмотрите на это глубокий черно-фиолетовый, лоснящийся тон! Он исполнен грацией, торжеством. На его фоне бледный бежевый оттенок глаз смотрится желтым, загадочным. Пурпурный фон помогает композиции достичь наибольшей выразительности. В цветовой гамме участвуют светлый желто-бежевый, ярко-пурпурный, виноградный, фиолетово-синий, темно-коричневый, черный.
Черные шипы
Сочетание красного и черного несет в себе тревожный мотив, мы представляем ночь, кровь, ужас, силу и мощь неведомого демона. Оно отталкивает и манит. Именно это чувство запечатлено в сюжете роза и старые шипы зачахшего растения, где капля, как слеза нечаянной боли. В цветовой выражение можно описать так: светло-красный, алый, красно-оранжевый, старое дерево, шоколадный, черный.
Сельские дары
Свойство этого цвета, как усилителя всех оттенков и создания максимально выгодного контраста было давно известно художникам. На его фоне писались не только портреты, но и натюрморты. Тон усиливает игру светотени, помогая текстуре стать более реалистичной, чем мы можем увидеть ее на самом деле, а общая композиция наполняется смыслом, вложенным создателем. Палитра включает в себя бело-зеленый, желто-зеленый, травянистый, верблюжий, темно-коричневый, черный.
Сочетание черного с другими цветами
Черный, как сочетается с любым цветом, но можно выделить наиболее перспективные, сочные и привлекательные направления. Основными будет световой и тепловой, так как тон предельно-темный и предельно холодный. Мы рассматриваем пары с темно-черным тоном, однако с менее резким оттенком сочетания могут быть другими. Пастельные оттенки составят с ним самые выразительные, кричащие палитры, в то время как насыщенные цвета наполнятся внутренним светом.
Образуя скандальную пару. Нежность розового и сила пустоты противоречат друг другу, разбегаясь по разным полюсам, наделяя композицию повышенной эмоциональностью. Эта пара стала символом движения Эмо: склонных к истерике и суициду подростков. Если же внести в розовый описываемый тон в качестве поддерживающего элемента, то эстетика комбинации вырастет. Рассмотрите сочетание с бело-розовым, сакурой, лиловым, Барби, фуксией.
Сочетание черного и красного – сильная и тревожная пара. Красный, как живой, теплый тон на фоне холодной, безжизненной тьмы выглядит зажжённым огнем, освещающим пустоту. Ощущение напряжения увеличивается с «угасанием» красного: с более темными темно-красными, бордовыми оттенками, но чем холоднее тон (с примесью пурпура: рубиновый, винный) второго, тем ближе композиция к духовному равновесию. Палитра составлена из алого, кардинала, рубинового, красной земли, винного.
Сочетание цветов: черный и оранжевый — наполнено решимостью. Хоть оранжевый столь же теплый, что и красный, и в сочетании с основным цветом поддерживает те же самые контрасты, его влияние скорее позитивно, чем зловеще. Возможно это связано с тем, что оранжевый не затемняется черным и он не может его поглотить, как преобразование в бордовый. Самые темные оранжевые тона равны средне затемненным красным, но содержания черного в них минимально. Поэтому оранжевый «огонь» весело горит во тьме, символизируя Хэллоуин. Для вас самые удачные пары с светло-персиковым, оранжево-коралловым, ярко-оранжевым, огненным, красно-оранжевым.
Как сочетать черный с желтым, золотым – опасное или шикарное. Насыщенные желтые оттенки рядом с описываемым тоном создают кричащую пару, которая в природе говорит об опасности ядовитого животного или насекомого. Яркое, броское сочетание, где бы оно не было, выглядит вызывающе, грациозно. Однако, золотой блек для черного милее. Это уже не опасность, а привлечение взоров шикарным луком. Черно-золотой – это всегда шик, роскошь, богема — мощный инструмент для создания атмосферы. Цветовая гамма состоит из бледного золота, медового, кукурузного, желтого золота, яркого золота.
Сочетание черного с теплым зеленым – броское, экзотичное. В природе это могут быть тропические насекомые или рептилии. Композиция немного спокойней предыдущей, так как сам по себе зеленый более темный и менее яркий, чем желтый, но все же, сохраняется выраженный тепловой контраст, а с затемнением цвета пары, снижается «ядовитость» в сторону мягкого равновесия. Рассмотрите композиции с фисташковым, желто-зеленым, мхом, хвойным, темно-зеленым.
Черный с холодным зеленым: сочетание пронзительное. Ледяной зеленый, особенно сильно и средне светлый создают яркий световой контраст, а холодная направленность цветов заставляет замирать. Это как мерцание в темноте, на глубине: манящее, далекое. Более насыщенные тона набираются дополнительной сочности. Чем они темнее, тем менее бросается в глаза контраст. Палитра включает в себя цвет воды, ментоловый, мятный, патина, малахитовый.
Черный и синий, голубой сочетаются в холодную глубину космоса или морских недр. Глубой на фоне тьмы выглядит звездочкой, сгущаясь до синего преображается в сумерки. Такие сочетания способны заставить остановиться и подумать о вечном. Чем темнее синий, тем больше его поглощает черный, они гармонично сплетаются, создавая дополнительные иссиня-черные оттенки. Для примера, комбинации с аквамарином, голубым, королевским синим, берлинской лазурью, сапфировым.
Человек всегда стремился отыскать материалы, которые не оставляют никаких шансов своим конкурентам. Издревле учёные искали самые твердые материалы в мире , самые лёгкие и самые тяжелые. Жажда открытий привела к открытию идеального газа и идеально чёрного тела. Представляем вам самые удивительные вещества в мире.
1. Самое черное вещество
Самое чёрное вещество в мире называется Vantablack и состоит из совокупности углеродных нанотрубок (см. углерод и его аллотропные модификации). Проще говоря, материал состоит из бесчисленного множества «волосков», попав в которые, свет отскакивает от одной трубки к другой. Таким образом поглощается около 99,965% светового потока и лишь ничтожная часть отражается обратно наружу.
Открытие Vantablack открывает широкие перспективы применения этого материала в астрономии, электронике и оптике.
2. Самое горючее вещество
Трифторид хлора является самым горючим веществом из когда-либо известных человечеству. Является сильнейшим окислителем и реагирует практически со всеми химическими элементами. Трифторид хлора способен прожечь бетон и легко воспламеняет стекло! Применение трифторида хлора практически невозможно из-за его феноменальной воспламеняемости и невозможности обеспечить безопасность использования.
3. Самое ядовитое вещество
Самый сильный яд — это ботулотоксин. Мы знаем его под названием ботокс, именно так он называется в косметологии, где нашел свое основное применение. Ботулотоксин — это химическое вещество, которое выделяют бактерии Clostridium botulinum. Помимо того, что ботулотоксин — самое ядовитое вещество, так он ещё и обладает самой большой молекулярной массой среди белков. О феноменальной ядовитости вещества говорит тот факт, что достаточно всего 0,00002 мг мин/л ботулотоксина, чтобы на полдня сделать зону поражения смертельно опасной для человека.
4. Самое горячее вещество
Это, так называемый, кварк-глюонная плазма. Вещество было создано с помощью столкновением атомов золота при почти световой скорости. Кварк-глюонная плазма имеет температуру 4 триллиона градусов Цельсия. Для сравнения, этот показатель выше температуры Солнца в 250 000 раз! К сожалению, время жизни вещества ограничено триллионной одной триллионной секунды.
5. Самая едкая кислота
В этой номинации чемпионом становится фторидно-сурьмяная кислота H. Фторидно-сурьмяная кислота в 2×10 16 (двести квинтиллионов) раз более едкая, чем серная кислота. Это очень активное вещество, которое может взорваться при добавлении небольшого количества воды. Испарения этой кислоты смертельно ядовиты.
6. Самое взрывоопасное вещество
Самое взрывоопасное вещество — гептанитрокубан. Он очень дорогой и применяется лишь для научных исследований. А вот чуть менее взрывоопасный октоген успешно применяется в военном деле и в геологии при бурении скважин.
7. Самое радиоактивное вещество
«Полоний-210» — изотоп полония, который не существует в природе, а изготавливается человеком. Используется для создания миниатюрных, но в тоже время, очень мощных источников энергии. Имеет очень короткий период полураспада и поэтому способен вызывать тяжелейшую лучевую болезнь.
8. Самое тяжёлое вещество
Это, конечно же, фуллерит. Его твердость почти в 2 раза выше, чем у натуральных алмазов. Подробнее о фуллерите можно прочитать в нашей статье Самые твердые материалы в мире .
9. Самый сильный магнит
Самый сильный магнит в мире состоит из железа и азота . В настоящее время, широкой общественности недоступны детали об этом веществе, однако уже сейчас известно, что новый супер-магнит на 18% мощнее самых сильных магнитов применяющихся сейчас — неодимовых. Неодимовые магниты изготавливаются из неодима, железа и бора.
10. Самое текучее вещество
Сверхтекучий Гелий II почти не имеет вязкости при температурах близких к абсолютному нулю. Этим свойством обусловлено его уникальное свойство просачиваться и выливаться из сосуда, изготовленного из любого твёрдого материала. Гелий II имеет перспективы использования в качестве идеального термопроводника, в котором не рассеивается тепло.