Vantablack – czerń, która sprawia, że obiekty „znikają”

W Muzeum Nauki w Londynie za szklaną ścianą stoi popiersie mężczyzny. Jest to twarz prezentera BBC, Marty’ego Jopsona. Rzeźba ma wyraźną fakturę, a światło zręcznie podkreśla jej zmarszczki i dołeczki. Poza uniesionymi ku górze końcówkami wąsów Jopsona nie ma w tym popiersiu nic szczególnie rzucającego się w oczy. Obok stoi jednak identyczne popiersie, które wprawia w osłupienie. Wygląda to tak, jakby ktoś wyciął w powietrzu otwór w kształcie głowy Jopsona. Zwiedzający widzą jedynie rozległą, pustą czerń. Tekstura twarzy znika, zamieniając się w aksamitną masę. Dopiero z boku można dostrzec, że popiersie w ogóle ma jakiś wymiar. To właśnie zjawisko znane jako Vantablack.

Czym jest Vantablack?

Nazwa Vantablack oznacza „Vertically Aligned Carbon Nanotube Arrays” (pionowo ułożone układy nanorurek węglowych). Podczas gdy większość czarnych atramentów i powłok odbija wystarczającą ilość światła, aby oko mogło rozróżnić teksturę i wymiar, Vantablack jest tak czarny, że dla obserwatora obiekt wydaje się praktycznie dwuwymiarowy. W ten sposób Vantablack jest najciemniejszą powłoką, jaką obecnie znamy. Powłoka ta składa się z milionów maleńkich nanorurek, z których każda jest 10 000 razy cieńsza od ludzkiego włosa. To właśnie te nanorurki pozwalają powłoce pochłaniać 99,965% padającego światła.

Jak można sobie wyobrazić takie powłoki?

Steve Northam, dyrektor ds. rozwoju biznesowego, opisuje Vantablack jako las z drzewami o wysokości trzech kilometrów, które są od siebie oddalone o dużą odległość. Światło wpada do środka, odbija się od drzew i zostaje pochłonięte. Powłoka ta jest praktycznie niewidoczna w ciemności, nawet gdy skieruje się na nią bezpośrednio światło latarki.

Różnica między Vantablackiem a kolorami

Kolor, jaki znamy jako ludzie, jest wynikiem sposobu, w jaki światło odbija się od przedmiotu. Różne częstotliwości światła odpowiadają różnym kolorom. Vantablack nie jest kolorem, lecz materiałem. Według firmy Surrey NanoSystems powierzchnia o wielkości jednego centymetra kwadratowego zawiera około 1 000 milionów nanorurek. Kiedy światło pada na nanorurki, zostaje pochłonięte i nie może się wydostać. Mówiąc prościej, oznacza to, że Vantablack jest w rzeczywistości brakiem koloru. Z tego powodu nie można po prostu kupić wiadra tego materiału, zanurzyć w nim pędzla i pomalować nim ścian. Musi on zostać wytworzony w laboratorium Surrey NanoSystems przy użyciu skomplikowanego (i opatentowanego) procesu z wykorzystaniem wielu maszyn, kilku warstw różnych substancji oraz ekstremalnie wysokiej temperatury. Od początku do końca nałożenie Vantablacku na przedmiot może trwać nawet dwa dni. Jeden gram Vantablacka jest zatem znacznie droższy niż taka sama ilość diamentów lub złota.

Vantablack w życiu codziennym

Niestety nie da się używać Vantablacku na co dzień, bo nanorurki są tak małe i cienkie, że uginają się pod ciężarem ludzkiego dotyku. Powierzchnię tę można sobie wyobrazić jak pole pszenicy, na którym każde źdźbło ma około 100 metrów wysokości. Łodygi pszenicy są bardzo długie w porównaniu ze swoją średnicą i pozostają wyprostowane nawet przy silnym wietrze, ale gdyby samolot na nich wylądował, powstałaby nieodwracalna wgniecenina. Vantablack jest zatem podatny na uszkodzenia, dlatego nie można go jeszcze nakładać na niechronione powierzchnie, takie jak samochody czy ekskluzywne ubrania – wystarczy niewielki dotyk, a materiał straciłby swoją magię.

Zastosowania Vantablack

Możliwości praktycznego zastosowania są naprawdę ekscytujące. Vantablack jest wykorzystywany przede wszystkim w systemach kalibracji teleskopów kosmicznych. Ponadto materiał ten, choć wrażliwy na dotyk, jest niezwykle wytrzymały na inne siły, takie jak uderzenia i wibracje. Wynika to z faktu, że każda nanorurka węglowa jest unikalna i ma niemal zerową masę. Powłoki składają się ponadto w większości z powietrza. Dzięki temu Vantablack idealnie nadaje się do obiektów wymagających ochrony, które mogą być narażone na wstrząsy, jak na przykład podczas startu kosmicznego.

Chociaż branża lotnicza i kosmiczna już korzysta z tej powłoki, istnieje duże zapotrzebowanie ze strony różnych zainteresowanych podmiotów. Od właścicieli kasyn po gwiazdy – każdy chce mieć tę wyjątkową powłokę na swoich kostkach do gry lub nawet na swoim luksusowym samochodzie sportowym.

Oczywiście z niecierpliwością czekamy na to, gdzie i w jaki sposób ta wyjątkowa technologia pojawi się w przyszłości. Nawet jeśli w najbliższej przyszłości nie spotkamy się z Vantablackiem w codziennym życiu, nowe zastosowania tej technologii są z pewnością innowacyjne i obiecujące.