Vantablack nedir? Işığı yüksek oranda emmesiyle kara deliğe en benzer madde olan Vantablack özellikleri, yapısı, oluşumu ve uygulama alanları.
Vantablack aslında Dikey Olarak Hizalanmış Nano Tüp Dizileri siyahının (Vertically Aligned Nano Tube Arrays-black) kısaltmasıdır. Renk doğanın bir özelliği değil, zihnin bir icadıdır. Çevremizde bulduğumuz çok sayıda renk, gözlerimizde çubuk olarak bilinen özel reseptörleri uyaran dalga boylarının bir sonucudur. Bununla birlikte, elektromanyetik spektrumu oluşturan farklı bantlar arasında, çubuklarımız sadece birkaçına yanıt verir. Buna görünür aralık diyoruz.
Renkler sadece dalga boylarının emilimi ve yansımasıysa, siyah ve beyaz renk değildir, sırasıyla mutlak emilim ve yansımanın bir temsilidir. Bir nesne, üzerinde ışık olayının tüm dalga boylarını emdiği için siyah görünür. bir nesne, aksine, tüm olay dalga boylarını yansıtırsa beyaz görünür.
Vantablack o kadar koyu siyahtır ki, neredeyse hiçbir ışığın yansımasına ve kaçmasına izin vermez. Teddington’daki Ulusal Fizik Laboratuvarı, Vantablackin yüzeyine düşen ışığın % 99.965’ini koruduğunu keşfetti – gelen ışığın sadece % 0.035’ini yansıtıyor. Bu olağanüstü!
Vantablack sadece görünür ışığa karşılık gelen dalga boylarını emmekle kalmaz, aynı zamanda bitişik dalga boylarını da tüketir – ultraviyole ve kızılötesi dalga boylarını da emer. Ancak, bu açıdan onu bu kadar güçlü yapan nedir?
Nanotüpler ‘Ormanı’
Vantablack malzemesi, birbirine dikey olarak hizalanmış yoğun şekilde paketlenmiş karbon nanotüplerden oluşur. Surrey NanoSystems bu düzenlemeyi milyonlarca yükselen ağaçtan oluşan bir orman olarak tanımlıyor. Her tüp yaklaşık 20 nanometre genişliğinde ve 14-20 nanometre uzunluğundadır, bu da insan saçından 3,500 kat daha küçüktür. Tüpler o kadar kompakttır ki, 1 cm x 1 cm kare en az 1 milyarı içerir.
Işık bu yoğun ormana girdiğinde, ışık tüpler arasındaki boşlukta yansır ve sekerken emilir. Işık kaçamaz çünkü tüpler çapları ve aralarındaki boşluğa oranla oldukça uzundur. Örneğin, bir ormanı dolduran ağaçlar 2-3 km uzunluğunda olsaydı, yukarıdan ormana giren ışığın aşağıdaki yüzeye ulaşmak neredeyse imkansız olurdu.
İronik olarak, karbon nanotüpleri ışığa maruz bırakılarak “yetiştirilir”.
Vantablack Uygulamaları
Eşsiz fiziksel özellikleri nedeniyle, Vantablack kaplamasındaki ışık olayı ısıya dönüştürülür. Işığın neredeyse % 99.99’unu emdiği göz önüne alındığında, enerjinin dönüşümü çok büyüktür. Vantablack uydularda, Güneş’ten gelen ışığı son damlasına kadar emmesi ve ısı üretmesi için geliştirildi. Isı daha sonra, örneğin, bir uzay aracındaki elektroniğe enerji sağlamada veya suyu ısıtmak için kullanılabilir.
Yüksek emilimi, yüksek performanslı kızılötesi kameralar, sensörler ve çeşitli bilimsel enstrümanlar çevresinde istenmeyen başıboş ışığın azaltılmasını da sağlar. Araştırmacılar, bu tür karmaşık ortamlardaki etkinliğini garanti etmek için dayanıklılığını veya sağlamlığını ölçmek için, esneklik, ısı direnci, şok direnci ve titreşimi test etti. Bu özellikler, elektro-optik görüntüleme veya hedef toplama sistemleri yoluyla uzay ve savunma teknolojilerinde devrim yaratabilir.
Hipnotize edici siyah rengi, tasarımcılar ve sanatçılar tarafından nesneleri süslemek ve açıklanamaz optik yanılsamalar yapmak için de kullanılır. Aslında, gölge eksikliği kalın, üç boyutlu bir kaplamanın bile iki boyutlu görünmesini sağlar. Vantablack ile kaplı bir zemin oturmuş olsaydınız, yer ve zaman hissinizi kaybedersiniz.
