Υπάρχει μαύρο, και μετά υπάρχει υπερμαύρο. Η απόχρωση που ορίζεται ως μαύρο που αντανακλά λιγότερο από το 0,5 τοις εκατό του φωτός που το προσπίπτει, χρησιμοποιείται σε οτιδήποτε, από τηλεσκόπια μέχρι κάμερες. Αυτό το μοναδικά σκούρο χρώμα δεν είναι εύκολο να παραχθεί και μπορεί να φαίνεται λιγότερο μαύρο όταν το βλέπουμε υπό γωνία.
Για να βρει έναν καλύτερο τρόπο αναπαραγωγής αυτού του ψυχρού χρώματος, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο Cornell κοίταξε τη φύση. Συγκεκριμένα, ένα πουλί που ονομάζεται το θαυμάσιο riflebird. Το αποτέλεσμα είναι το πιο σκούρο γνωστό ύφασμα που δημιουργήθηκε ποτέ και περιγράφεται λεπτομερώς στο α μελέτη που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Επικοινωνίες για τη φύση.
Ένα πουλί διαφορετικού χρώματος
Ο υπέροχο τουφέκι είναι ένα μεγάλο ωδικό πτηνό και μέλος της οικογένειας του παραδείσου που βρίσκεται στη Νέα Γουινέα και την Αυστραλία. Τα αρσενικά τυφέκια είναι σχεδόν εντελώς μαύρα, με πράσινη και μπλε μεταλλική γυαλάδα στην κοιλιά, το λαιμό και τα φτερά τους.
Με τη βοήθεια της Mary M. Ferraro και της Vanya Rohwer από το Cornell Lab of Ornithology, η ομάδα μελέτησε τα μαύρα φτερά του τυφεκίου. Το φτέρωμά τους προέρχεται από χρωστική μελανίνης σε συνδυασμό με σφιχτά συσσωρευμένα νημάτια που ονομάζονται barbules που εκτρέπουν το φως προς τα μέσα. Αυτός ο συνδυασμός ράβδων χρωστικής σημαίνει ότι τα φτερά απορροφούν σχεδόν όλο το φως που τα χτυπά, κάνοντας το πουλί να φαίνεται εξαιρετικά μαύρο. Ωστόσο, τα φτερά είναι μόνο υπέρ-πίσω όταν το βλέπει κανείς ευθεία. Όταν κοιτάξουμε από μια γωνία, το φτέρωμα φαίνεται γυαλιστερό.
Βαφή και χάραξη
Ερευνητές στο εργαστήριο Responsive Apparel Design (RAD) του πανεπιστημίου έβαψαν ένα λευκό πλεκτό ύφασμα από μαλλί μερινό με πολυντοπαμίνη, μια ένωση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σκούρα βαφή.
«Η πολυντοπαμίνη είναι μια συνθετική μελανίνη και η μελανίνη είναι αυτό που έχουν αυτά τα πλάσματα». Δρ Λάρισας Ποιμενικόςένας συν-συγγραφέας της μελέτης και επιστήμονας υλικών, είπε σε μια δήλωση. “Και το riflebird έχει αυτές τις πραγματικά ενδιαφέρουσες ιεραρχικές δομές, τα barbules, μαζί με τη μελανίνη. Θέλαμε λοιπόν να συνδυάσουμε αυτές τις πτυχές σε ένα ύφασμα.”
Η απλή επίστρωση της επιφάνειας του μαλλιού με πολυντοπαμίνη δεν ήταν αρκετή για να δημιουργήσει ένα εξαιρετικά μαύρο ύφασμα. Η πολυντοπαμίνη χρειαζόταν να διεισδύσει πλήρως στις ίνες του υφάσματος, έτσι ώστε κάθε τετραγωνική ίντσα να γίνει μαύρη. Για να γίνει αυτό, χάραξαν το ύφασμα σε έναν θάλαμο πλάσματος για να δημιουργήσουν αιχμηρές αναπτύξεις νανοκλίμακας που ονομάζονται νανοϊνίδια.
«Το φως ουσιαστικά αναπηδά εμπρός και πίσω μεταξύ των ινιδίων, αντί να ανακλάται προς τα έξω – αυτό είναι που δημιουργεί το υπερμαύρο αποτέλεσμα», πρόσθεσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης και φοιτητής διδακτορικού. Hansadi Jayamaha.
Ο νανοϊνίδια τελικά ήταν ένας τρόπος να μιμηθεί κανείς πώς τα εξαιρετικά μαύρα φτερά του τυφεκίου παγιδεύουν το φως και απορροφούν το μεγαλύτερο μέρος του φωτός που τα χτυπά. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον συνδυασμό χρωστικής πολυντοπαμίνης και νανοϊνιδίων, η ομάδα δημιούργησε το πιο σκούρο γνωστό ύφασμα. Στη νέα τους μελέτη, η ομάδα αναφέρει ότι το ύφασμα έχει ένα μέση συνολική ανάκλαση 0,13 τοις εκατόκαθιστώντας το το πιο σκούρο γνωστό ύφασμα που έχει αναφερθεί ποτέ. Παρέμεινε επίσης εξαιρετικά μαύρο σε ένα γωνιακό άνοιγμα 120 μοιρών, επομένως φαίνεται το ίδιο σε γωνία έως και 60 μοιρών σε κάθε πλευρά ή ευθεία.
«Από σχεδιαστική σκοπιά, νομίζω ότι είναι συναρπαστικό, επειδή πολλά από τα εξαιρετικά μαύρα που υπάρχουν δεν είναι πραγματικά τόσο φορητά όσο τα δικά μας», πρόσθεσε ο Shepherd «Και παραμένει εξαιρετικά μαύρο ακόμη και από ευρύτερες γωνίες».
[ Related: Five people view a never-before-seen color called ‘olo’. ]
Από τον διάδρομο στα ηλιακά πάνελ
Το ύφασμα έχει πολλές εφαρμογές τόσο στο σχέδιο μόδας όσο και στον κόσμο της τεχνολογίας. Σύμφωνα με τον συν-συγγραφέα της μελέτης και διδακτορικό φοιτητή Πάρκο Kyuinτο εξαιρετικά μαύρο ύφασμά τους θα μπορούσε να βοηθήσει τα ηλιακά πάνελ να μετατρέψουν και να χρησιμοποιήσουν το απορροφούμενο φως σε θερμική ενέργεια. «Θα μπορούσαμε πραγματικά να χρησιμοποιήσουμε το εξαιρετικά μαύρο ύφασμα για θερμορυθμιστικό καμουφλάζ», είπε.
Επιπλέον, πτυχιούχος σχεδίου μόδας και πρόσφατος πτυχιούχος Zoe Alvarez δημιούργησε ένα μαύρο στράπλες φόρεμα εμπνευσμένο από το riflebird το περασμένο φθινόπωρο. Το εξαιρετικά μαύρο υλικό ήταν το κεντρικό κομμάτι, με μια πινελιά ιριδίζοντος μπλε. Οι εικόνες αυτού του φορέματος χρησιμοποιήθηκαν για να επιβεβαιώσουν το πραγματικό «μαύρο» του ultrablack. Όταν ρυθμίστηκε η αντίθεση, η απόχρωση, η δόνηση ή η φωτεινότητα της εικόνας, άλλαξαν τα άλλα χρώματα, αλλά το υπερμαύρο παρέμεινε το ίδιο.
Οι ερευνητές έχουν κάνει αίτηση για προστασία διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας και ελπίζουν να δημιουργήσουν μια εταιρεία που βάφει υφάσματα με τη διαδικασία τους. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φυσικά υλικά, όπως βαμβάκι, μαλλί, ακόμη και μετάξι.
Οι καλύτερες προσφορές Cyber Monday για το 2025
VIA: popsci.com
