اسپری ونتابلک ؛ پوشاندن سطوح مختلف با تاریک‌ترین ماده دنیا

MacTavish · 25/8/19

محققان در سال ۲۰۱۴ خبر از ساخت ماده‌ ونتابلک (Vantablack) دادند؛ تاریک‌ترین ماده‌ دنیا که قادر است 99.96 درصد نور فرابنفش، مرئی و مادون قرمز را به خود جذب کند. به تازگی هم خبر ساخت اسپری ونتابلک برای پوشش دهی سطوح دلخواه، منتشر شده است. این اسپری می‌تواند اجسام سه بعدی مختلف را در چشم بیننده، به سطوح فوق تاریک دو بعدی تبدیل کند.

به ادعای Surrey NanoSystems، کمپانی سازنده اسپری ونتابلک ، هدف از ساخت این ماده که قابلیت پوشش دهی اجسام مختلف را دارد، دستیابی به سطوحی با قابلیت جذب صد در صد نور بوده است. از ابتدای کشف ونتابلک، محققان در تلاش برای افزایش میزان جذب نور این ماده بوده‌اند. این محققان در سال ۲۰۱۶، در ویدیویی ادعا کردند که شدت سیاهی ورژن پیشرفته ونتابلک به قدری است که هیچ طیف سنجی قادر به اندازه‌گیری میزان نور جذب‌شده توسط آن نیست؛ این به معنای ساخت ماده ایست که تاریکی آن قابل اندازه‌گیری نیست!

مقایسه تصویر برداری با فلاش و بدون فلاش از سطح سه بعدی پوشانده شده با اسپری ونتابلک

اکنون هم ورژن افشانه‌ ماده ونتابلک، به نام Vantablack S-VIS ساخته شده که قابلیت جذب 99.8 درصد نورهای ماورا بنفش، مرئی و فروسرخ را دارد. بن جنسن (Ben Jensen) مسئول ارشد فنی کمپانی Surrey NanoSystems، در مصاحبه با خبرگزاری ABC استرالیا در این باره می‌گوید:

اگر اسپری ونتابلک روی جسمی صاف پاشیده شده باشد، در صورت نبود سطح دیگری برای مقایسه، سطح جسم به صورت مخمل مشکی رنگ به نظر می‌آید. اگر هم از این ماده بر روی سطحی سه بعدی، مانند فویل مچاله شده پاشیده شود، با نگاه به جسم از روبه‌رو سطحی دو بعدی دیده می‌شود. تنها با نگاه از زوایای مختلف است که تفاوت‌های ارتفاعی جسم آشکار شده و خطای دید به وجود آمده، مشخص می‌شود.

خاصیت فوق تاریکی ماده ونتابلک به دلیل وجود میلیون‌ها نانولوله کربنی (Carbon Nanotube) است که از آن تشکیل شده. هرکدام از این نانولوله‌ها در حدود 20 نانومتر (3500 برابر کوچک‌تر از تار موی انسان) قطر داشته و به اندازی ۱۴ تا ۵۰ میکرون طول دارند؛ با این ابعاد، در یک سانتی‌متر مربع چیزی حدود یک میلیارد نانولوله کربنی جا می‌شود. نوری که به جنگل نانولوله برخورد می‌کند، از فضاهای میکروسکوپی میان لوله‌ها عبور کرده و در هر برخورد، مقداری از آن جذب می‌شود. این ویژگی ماده، به میزان تقریبی صد درصد از بازتاب نور جلوگیری کرده و باعث می‌شود که سطح مورد نظر به مانند حفره‌ای بی‌انتها به نظر آید.

محققان شرکت Surrey NanoSystems در تلاش برای آسان کردن فهم مکانیزم جذب نور ونتابلک، می‌گویند:

برای فهم دقیق جذب نور در ونتابلک، تصور کنید که در جنگلی در حال قدم زدن هستید؛ اما درختان این جنگل به جای ارتفاع میانگین ۱۵ تا 20 متر، 3000 متر ارتفاع دارند. با تصور چنین وضعیتی، می‌توان گفت که مقدار نوری که به شما می‌رسد بسیار ناچیز است.

به اعتقاد محققان Surrey NanoSystems، قابلیت جذب نور ونتابلک در بالا بردن بازدهی دوربین‌های مادون قرمز و سنسورها، بهبود عملکرد تجهیزات تحقیقاتی و افزایش زیبای منحصر به فرد وسایل لوکس، کاربرد دارد. ساختار نانولوله‌ای این ماده که حجم زیادی از آن فضای خالی است، بسیار حساس بوده و به راحتی از سطح جدا می‌شود. به همین دلیل در حال حاضر استفاده‌های محدودی برای آن وجود دارد.

با این وجود از پوشش ونتابلک در ساخت ماهواره‌های فضایی استفاده شده است؛ به گزارش سرویس ABC، یک میکرو ماهواره‌ اروپایی که در دسامبر ۲۰۱۵ به فضا پرتاب شد، بر روی ردیاب ستاره‌ای خود پوششی از ماده ونتابلک داشت. جنسن در رابـ*ـطه با کاربرد اسپری ونتابلک در ماهواره‌های فضایی گفت:

تصور عمومی بر این است که خارج از اتمسفر زمین، تاریکی مطلق وجود دارد؛ اما به دلیل وجود نور خورشید و همچنین بازتاب نور از سطح زمین و ماه، دیدن ستاره‌ها مشکل می‌شود. با استفاده از این ماده دوربین ردیاب‌های ستاره‌ای عملکرد بهتری داشته و وزن کمتری خواهند داشت که خود کمک بزرگ است.

اسپری ونتابلک فعلا در دسترس عموم نیست و برای مصارف تجاری به فروش نمی‌رسد؛ اما شرکت Surrey NanoSystems مجوزهای مربوطه برای توسعه آن را تهیه کرده و به دنبال یافتن کاربردهای مختلف علمی و هنری برای آن است. دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی هم می‌توانند با ثبت درخواست رسمی، نمونه از این ماده را در اختیار بگیرند.