Црно да црње не може бити

Сетите ли се колико је црн аутомобил марке „шевролет”, ново црнило које су осмислили амерички научници стотину пута је црње! Истраживачи из Ренселар политехничког института и са Рајс универзитета начинили су најцрњу твар на свету која упија више од 99,9 одсто светлости. Ако ћемо да идемо до последње цифре иза децималног зареза, одбија једва 0,045 посто, што је троструко тамније од претходне са истим придевом.

Имајући у виду да се црноћа самерава према мерилима Националног института за стандарде и технологију (NIST) у Гејтерсбергу, 30 пута је мрклија од угљениковог материјала који је важећа јединица. Да бисте лакше упоредили: обична црна боја одрази само пет до десет постотака.

Чисти угљеник је један од најтамнијих хемијских елемената у природи, довољно је да погледате угарке сагорелог дрвета или наносе чађи у димњацима. Замислите сада да сте знатижељни или приморани да створите нешто загаситије, тако да усисава или наоколо расејава малтене све светлосне зраке којима је изложено.

У једном филму водећи гитариста Најџел Тафнел каже дa црни омот албума који је снимио са својим другарима „изгледа најцрње што је могло да буде”. И није, наравно, био у праву. Постоји најцрње од најцрњег, научничким очима виђено.

Тепих сићушних цевчица

Шта су то стручњаци постигли због чега ће, како се надају, ускоро бити уписани у „Гинисову књигу рекорда”?

Материја је својеврсни мајушни тепих или премаз, сачињен од мноштва густо начичканих сићушних длачица – усправљених наноцевчица (нано је милионити део милиметра) – 400 пута тањих од људске власи. Управо то невидљиво ткање упија толико много, а одбацује тако мало уобичајеног светла.

Суштина новог открића огледа се у томе како су израдити малецне угљеничне длачице, изнутра шупље, које ће кад се насумично поређају на некој површини истовремено у највећој мери упијати и у најмањој одбијати електромагнетско зрачење. Сви материјали – хартија, вода, ваздух или пластика – одражавају мање или веће количине светлости. Истраживачи су одавно замислили савршену црну твар која гута све боје из сунчеве светлосне лепезе (спектар), не одвраћајући ниједну. Али нису имали успеха у изради баш таквог који такорећи неће имати икакав одраз.

У претходном покушају који је предводио Шон-Ју Лин, професор физике у Ренселар институту и члан дружине за осмишљавање будућих чипова, похвалили су се укупним одблеском од 0,16 до 0,18 одсто с наносом легуре (мешавина) никла и фосфора. Нови исход је троструко надмашио претходни – 0,045!

На први поглед растресита шумица угљеничних наноцевчица, с потпуним распоном (скала) мајушних (нано) празнина и мајушних (нано) рупица, усисавала је и заробљавала готово све светлосне зраке, што је дотичном материјалу прибавило јединствено својство. Такав распоред је једва одражавао, а неизмерно гутао светлост. И на основу тога већ се исказао такмацем за прављење готово стопостотних црних предмета.

Професор инжењерства Пуликел Ађајан, који је водио учеснике у овом подухвату са Рајс универзитета, истиче три кључне чињенице. Прво, увијене наноцевчице су 400 уже у пречнику од човекове длаке, а угљеник сам по себи олакшава да се утопе прилични износи светлости. Друго, голим оком невидљиве длачице су пободене налик влатима свеже ошишане траве, између којих светлост буде једноставно ухваћена у клопку. И треће, површина малецног прекривача је неравна, а то снижава постотак одблеска.

Невидљиво за непријатеља

Речени научник је са својим сарадницима 2003. године, управо, смислио мешавину никла и фосфора која је до недавно била најцрња на свету, похитавши да је упише у неизбежну „Гинисову књигу”, уз опаску да је то било лакше него да је неко морао да за минут прогута 36 бубашваба!

Истраживачи су најцрњу вештачку материју, свакако, испитали обасјавајући је видљивом светлошћу свих таласних дужина, показавши су да су поља (ћилимчићи) наноцевчица задржала ненадмашан постотак одбијања. При томе је за два реда величине, како се стручно каже, мање исијавало од стакленог угљеника, од којег су – што је итекако занимљиво – извлачене поменуте сићушне цевчице. У следећим проверама обасуће га инфрацрвеном и ултраљубичастом светлошћу, а и зрачењем на осталим таласним дужинама да би одгонетнули може ли се искористити за израду комуникационих направа.

Чему нова твар може да послужи?

У овом часу помињу се сунчане плоче за претварање зрачења наше звезде у струју (електрично напајање на Земљи и у космосу), напреднији инфрацрвени сензори за откривање невидљивог зрачења, делотворнији телескопи за астрономска осматрања и остале справе које изискују изванредне оптичке одлике. На самом крају, иако није најмање важно, размишља се да се новим материјалом пресвлаче летелице, бродови, тенкови и друге војне скаламерија које би, заиста, била невидљиве за непријатеља.

Достигнуће је потанко описано у чувеном научно-стручном часопису „Нано писма”.