náhled|Vantablack Vantablack je třída superčerných povlaků s celkovou polokulovitou odrazivostí (THR) pod 1 % ve viditelném spektru. Název je složeninou akronymu VANTA (vertically aligned nanotube arrays – vertikálně uspořádaná pole nanotrubic) a anglického slova black (černá).
Původní povlak Vantablack byl vytvořen procesem chemické depozice z plynné fáze (CVD) a je označován za „nejtmavší materiál na světě“, přičemž pohlcuje až 99,965 % viditelného světla měřeného kolmo k materiálu. Tyto povlaky jsou unikátní tím, že jsou superčerné a zachovávají si rovnoměrnou absorpci světla téměř ze všech úhlů pohledu. Původní CVD Vantablack se již pro komerční účely nevyrábí, neboť byl nahrazen sprejovými variantami Vantablack, které nabízejí podobný optický výkon v klíčových částech elektromagnetického spektra.
Historie Ben Jensen, zakladatel a technický ředitel (CTO) společnosti Surrey NanoSystems, je vynálezcem těchto povlaků, které byly veřejnosti představeny v červenci 2014 a následně komercializovány vědeckým týmem Surrey NanoSystems.
Raný vývoj probíhal v britské Národní fyzikální laboratoři (National Physical Laboratory); termín „Vanta“ byl vytvořen až v pozdější fázi vývoje. Jako chemická látka pohlcující světlo je název „VANTABLACK“ registrovanou ochrannou známkou společnosti Surrey NanoSystems Limited a je uveden ve třech patentech registrovaných u Úřadu pro patenty a ochranné známky Spojených států (USPTO).
Společnost Surrey NanoSystems nanáší povlaky na díly zákazníků přímo ve svém závodě ve Velké Británii; dodává však také barvu pro komerční využití. Vertikálně uspořádaná pole nanotrubic distribuuje i několik dalších firem, včetně NanoLab, Santa Barbara Infrared a dalších.
Komerční produkce První objednávky byly doručeny v červenci 2014. V roce 2015 byla výroba navýšena, aby uspokojila poptávku v odvětvích letectví, kosmonautiky a obrany.
Kontroverze Kontroverze vznikla v momentě, kdy společnost Surrey NanoSystems udělila sochaři Anishi Kapoorovi exkluzivní práva na používání materiálu Vantablack pro umělecké účely. Proti tomuto monopolu na novou látku se ohradila řada umělců.
V reakci na to se společnost Nanolab se sídlem ve Walthamu (Massachusetts), která se rovněž zabývá výrobou uhlíkových nanotrubic, spojila s bostonským umělcem Jasonem Chasem. Společně uvedli na trh černou barvu na bázi nanotrubic nazvanou Singularity Black. Během prvního představení této barvy Chase (v narážce na Vantablack) prohlásil, že „možnosti [Vantablacku] byly omezeny tím, že s ním nebylo možné experimentovat“, a dodal, že vydání Singularity Black je důležitým krokem ke zpřístupnění této technologie všem.
Vizuální vlastnosti Jelikož je Vantablack složen z uhlíkových nanotrubic, které pohlcují výjimečně vysoké množství viditelného světla, je obecně považován za jeden z nejtmavších vytvořených pigmentů. Při aplikaci na trojrozměrné objekty vytváří Vantablack dojem dvojrozměrného povrchu nebo prázdného prostoru.
Vlastnosti CVD Vantablack se skládá z „lesa“ vertikálních uhlíkových nanotrubic, které jsou vypěstovány na podkladu pomocí upraveného procesu chemické depozice z plynné fáze (CVD). Když na Vantablack dopadne světlo, neodrazí se, ale zachytí se a neustále se odráží mezi trubicemi, až se absorbuje a nakonec rozptýlí v podobě tepla.
CVD Vantablack představoval zlepšení oproti podobným látkám vyvíjeným v té době. Vantablack pohlcuje až 99,965 % viditelného světla a lze jej vytvořit při teplotě 400 °C. NASA dříve vyvinula podobnou látku, která se pěstovala při teplotě 750 °C, což vyžadovalo materiály s vyšší tepelnou odolností, než jakou potřebuje Vantablack. Existují však i temnější materiály: v roce 2019 inženýři z Massachusettského technologického institutu (MIT) vyvinuli CVD materiál, který odráží desetkrát méně světla než Vantablack.
Úrovně uvolňování plynů (odplyňování) a odpadávání částic jsou u materiálu Vantablack v porovnání s podobnými látkami nízké, což jej činí komerčně životaschopnějším. Vantablack je navíc odolný vůči mechanickým vibracím a vykazuje tepelnou stabilitu.
Využití Jako jeden z nejtemavších materiálů má Vantablack mnoho potenciálních aplikací, jako je zabránění vstupu parazitního (rozptýleného) světla do dalekohledů nebo zlepšení výkonu infračervených kamer na Zemi i ve vesmíru. Povrchy pokryté materiálem Vantablack jsou vysoce vhodné pro emisi a absorpci záření černého tělesa. Tyto povlaky vykazují dostatečnou odolnost, což jim umožňuje dobře fungovat v různých teplotních rozsazích a prostředích, například ve vakuu i na vzduchu. V důsledku toho může použití povlaků Vantablack v optických sestavách zvýšit jejich celkový výkon.
Kromě přímého pěstování usměrněných uhlíkových nanotrubic se Vantablack vyrábí také ve formě dvou sprejových barev s náhodně orientovanými nanotrubicemi – Vantablack S-VIS a Vantablack S-IR, která má oproti první jmenované lepší absorpci v infračerveném spektru. Tyto barvy vyžadují speciální licenci, teplotu 100–280 °C a následné zpracování ve vakuu. Vantablack VBx je pak sprejová barva bez obsahu nanotrubic, jejíž aplikace je jednodušší.
Surreyská univerzita vyvíjí Vantablack jako povlak pro satelity na oběžné dráze Země, aby se snížilo narušování pozemské optické astronomie. O materiálu se uvažuje také pro použití v kamerách, senzorech, kinosálech (projektorech) a objektivech. Jeho schopnost pohlcovat světlo má navíc potenciál zvýšit účinnost solárních panelů a článků.
V umění Vantablack S-VIS, sprejová barva, která využívá náhodně uspořádané uhlíkové nanotrubice a vykazuje velmi vysokou míru absorpce od ultrafialového až po terahertzové spektrum, byla exkluzivně licencována studiu Anishe Kapoora pro umělecké účely. Dalším omezením je, že Vantablack podléhá kontrole vývozu ze strany Spojeného království. Kvůli svým fyzikálním nárokům a tepelným vlastnostem není původní Vantablack praktický pro použití v mnoha typech umění.
Vantablack VBx2, varianta barvy Vantablack VBx (která neobsahuje nanotrubice) optimalizovaná pro stříkání na velké plochy, byla použita v „pavilonu Vantablack“ na Zimních olympijských hrách v roce 2018.
V květnu 2018 na módním večeru Met Gala měla kanadská hudebnice Grimes jako součást svého outfitu korunu, do níž byl zakomponován materiál Vantablack. Vzorek získala společně se svým tehdejším přítelem Elonem Muskem přímo od výrobce.
V říjnu 2018 se společnost Activision, v rámci propagace vydání své střílečky z pohledu první osoby Call of Duty: Black Ops 4, spojila s firmou Surrey NanoSystems a vytvořila „Black Ops House“. Šlo o malou budovu v Londýně kompletně natřenou barvou Vantablack VBx2, kde si návštěvníci mohli během dvoudenní tiskové akce zahrát verzi hry pro PlayStation 4.
V září 2019 představila automobilka BMW na Mezinárodním autosalonu v Německu koncept modelu X6 s lakem Vantablack; společnost však neplánuje tento materiál použít u sériově vyráběných modelů X6.
Francouzský hudebník Gesaffelstein použil Vantablack VBx2 jako součást pódiové dekorace během svého vystoupení na festivalu Coachella v roce 2019.
Odkazy
Reference
Externí odkazy
Kategorie:Uhlík Kategorie:Nanotechnologie