תיאור של צבע שחור לחלוטין ומה שמו של הצבע הכהה בעולם
העצמים שאנו מכנים שחור אינם יכולים להיקרא כך מבחינה מדעית, מכיוון שאחוז מסוים מהקרינה עליהם מוחזרת. הצבע השחור ביותר בעולם צריך להיחשב זה שסופג 100% מקרני האור. צבע זה נוצר על ידי מדענים בריטים מ- Surrey NanoSystems. החומר המתקבל מחזיר רק 0.04% מהאור הנכנס, ונדמה לצופה שהוא לא רואה עצם תלת מימדי, אלא חלל עצום כמו חור שחור.
איזה צבע הוא השחור ביותר
היוצרים של Surrey NanoSystems כינו את יוזמתם Vantablack. החלק הראשון של השם "ואנטה" הוא קיצור של הביטוי האנגלי "מערכי ננו-צינורות מיושרים אנכית" - כלומר "מערכי ננו-צינורות המיושרים אנכית".
Vantablack לא יכול להיקרא צבע במובן הקלאסי. זה לא פיגמנט, אלא חומר המורכב ממספר רב של ננו-צינוריות, שאינו מיועד לצביעה. זה לא נכון לקרוא לחומר אפילו שחור. צבעים מזוהים על ידי העין האנושית כאשר קרני אור מוחזרות ממשטח צבוע, ו-Vantablack סופג אור כמעט לחלוטין, ולכן נכון יותר לקרוא לזה חוסר צבע.
Vantablack רשום בספר גינס כחומר האפל ביותר על פני כדור הארץ.אין אנלוגים טבעיים, אפילו סלעי הפחם הכהים ביותר משקפים 4% מהאור.
אם קרן לייזר מכוונת למשטח צבוע בננו-צבע, היא תיעלם, כאילו נספגה. אובייקטים המצוירים בצבע השחור ביותר נתפסים על ידי האיברים החזותיים כדו מימדיים.
החומר הכהה ביותר עולה על הפלדה בחוזקה, המוליכות התרמית שלו טובה יותר מנחושת. אבל המבנה בעל התנגדות מכנית גבוהה אינו הופך את הצבע לעמיד בפני מתחים מכניים עזים: זעזועים וחיכוך קבועים.
איך זה נעשה ואיך זה עובד
הדיו השחור הוא ננו-צינור מכוון אנכי הגדל על לוחות אלומיניום. כדי ליצור Vantablack, משתמשים בחלקיקים קטליטיים בקוטר של פחות משני ננומטר אשר, רוויים בגז, הופכים לצינורות פחמן. 1 ס"מ2 יותר ממיליארד צינורות מרוכזים.
תרבית על אלומיניום מתבצעת בטמפרטורה של 400 מעלות צלזיוס. לשם השוואה, נאס"א יצרה את הצבע השחור העז ב-750 מעלות צלזיוס. מבנה החומר מאופיין באחידות. הצינורות לא רחוקים מדי, אבל הם גם לא קרובים זה לזה. פוטונים הנופלים על פני השטח מגיעים לשקעים שבין הננו-צינוריות ונספגים ומומרים לחום. ניתן להשוות זאת לאופן שבו אור השמש, הנופל על יער צפוף, הולך לאיבוד בין גזעי עצים המרווחים בצפיפות.
Vantablack מגיע בשני טעמים:
- עבור ציפוי משטח ספריי ואקום;
- ספריי להתזת Vantablack S-VIS.
Vantablack Black יכול לשמש על מגוון רחב של חומרים. נעשה בו שימוש ב:
- לוחות אלומיניום, תחמוצת אלומיניום וניטריד;
- סגסוגות אלומיניום פלסטיק 6000 (עם תוספת של סיליקון ומגנזיום);
- סגסוגות אלומיניום חזקות 7000 (בתוספת מגנזיום ואבץ);
- פלדת אל - חלד;
- קובלט בסיס, נחושת, ניקל, מוליבדן;
- מינרלים - ספיר וקוורץ;
- דו תחמוצת הסיליקון;
- טיטניום ניטריד.
ניתן ליישם צבע Vantablack קלאסי על חומרים בעלי נקודת התכה של 450°C גרסת ההתזה של Vantablack S-VIS מתאימה לחומרים הנמסים בטמפרטורות מעל 100°C.
הצבע השחור ביותר לא נעשה עבור תעשייה אזרחית. מטרה ראשונית - שימוש במתקנים צבאיים ואסטרונומיים. Vantablack מונע פיזור של קרני אור בטלסקופים, יכול לשמש לכייל מצלמות יבשתיות ומסלוליות הפועלות במצב אינפרא אדום, כדי להגן על אסטרונאוטים וחלליות מקרינת השמש.
כיוון השימוש המעניין והמבטיח ביותר הוא יצירת טלסקופים הרואים כוכבי לכת. טכניקה זו סופגת אור כוכבים, מה שמקשה על זיהוי כוכבי לכת.
על ידי שימוש בצבע, ניתן ליצור ציפויים המגנים מפני תנודות טמפרטורה פתאומיות, ובכך להגביר את ספיגת החום. כמרכיב של הגנה תרמית, החומר ישים ביצירת מיקרו מכלולים וחלקים של מוצרים אלקטרומכניים. בתעשייה הצבאית, צבע שחור יכול להיות שימושי לציפוי הסוואה תרמית של מטוסים, לבניית מתקנים סודיים.
המוצר, שנוצר על ידי Surrey NanoSystems, משך עניין מצד יצרני סמארטפונים, שעוני יוקרה ודשבורדים לרכב.הצבע משמש בייצור מכשירי לייזר חיישן לרכב ידני ואוטונומי. יותר ויותר, צבע שחור Vantablack נמצא בשימוש בתעשייה אזרחית, אם כי הייצור עדיין ניסיוני, לא לצריכה כללית.
אז, כבר ניסינו לעשות בגדים מצבע שחור. בשל המוזרויות של המבנה של בדי טקסטיל, אחוז ספיגת האור נמוך יותר, עם זאת, אפילו על בגדים מקומטים מאוד, לא נראים קמטים.
הבניין השחור ביותר הוקם בשנת 2018 בפיונגצ'אנג, דרום קוריאה לרגל אולימפיאדת החורף. האדריכל הבריטי אסיף חאן כינה את הביתן שנוצר בגובה 10 מ' ו-35 מ' רוחב עם 4 קירות מעוקלים "ספליט קוסמי". הקירות מנוקדים באורות היוצרים אפקט של שמיים זרועי כוכבים.
המכונית היחידה המכוסה ב-Vantablack S-VIS היא BMW X6. רפלקטיביות הציפוי היא 1%, כך שהמכונית לא נראית דו מימדית לחלוטין. בחורף 2020 הציגה חברת H. Moser & Cie השוויצרית שעון יוקרתי עם חוגה שחורה מכוסה ב-Vantablack. העלות שלהם היא 75 אלף דולר.
סיפור הופעתו של סופר שחור
צבע Vantablack הוצג על ידי מומחים מ-Surrey NanoSystems ופיזיקאים בריטיים בשנת 2014. יחד הם יצרו חומר שבו 99.96% מקרני האור של הספקטרום הנראה נעלמות, כמו גם פליטת רדיו ומיקרוגל.
ההמצאה עניינה מיד לא רק מומחים בתעשיות הצבא והחלל, אלא גם בעלי מלאכה. כך, הפסל המפורסם אניש קאפור, שהתעניין בצבע כחומר למיצבים אמנותיים, סיכם עם חברת ייצור להעניק את הזכות הבלעדית להשתמש בחומר השחור המיוצר בצורת ספריי.
החוצפה של קאפור גרמה לזעם של מאמני אמנות מפורסמים רבים. אחד הזועמים היה האמן הבריטי סטיוארט סמפל. פעולת הנקמה לא איחרה לבוא: האמן יצר קו משלו של צבעי על לצריכה כללית. כל אחד יכול לקנות אותם מלבד קאפור ופקודיו.
האם אפשר לקנות אותו
ניתן לרכוש Vantablack רק בבריטניה, רק על ידי אדם משפטי. לקוחות פיינט הם מוזיאונים ומוסדות להשכלה גבוהה הזקוקים לציוד למטרות הדגמה, חברות מחקר ותעשייה. צוות Surrey NanoSystems בוחר בקפידה את הלקוח איתו הם שוקלים להתקשר בחוזה.
אנלוגים ידועים
סטיוארט סמפל, כועס על קאפור, הוציא מגוון שלם של צבעים ייחודיים לצריכה כללית:
- BLACK 2.0 - שחור מושלם;
- PINK - סופר ורוד
- גליטר גליטר - סופר מבריק
- Phaze ו-Shift - שמשנים את הגוון בהתאם לטמפרטורה.
BLACK 2.0 הוא פיתוח מצוין שאצר סטיוארט סמפל. הצבע עולה על Vantablack מבחינת ספיגת האור, הוא נחשב לאנלוג המתקדם שלו, זמין לכל רוכש.
המדגם לא תפס עמדה מובילה ביישום הצבע השחור ביותר במשך זמן קצר. NanoLab של מסצ'וסטס יצר צבע שחור בשם Singularity Black. ספיגת האור היא כמעט 100%, כך שאובייקטים צבועים נראים דו מימדיים לחלוטין. הראשון שהשתמש בצבע היה הפסל ג'ייסון צ'ייס, שיצר את הקומפוזיציה "Black Iron Ursa". המוצר זמין לכל קונה, עבור 20 מ"ל היצרן מבקש רק 50 דולר.