Les ingénieurs en physique de la société britannique Surrey Nanosystems ont présenté leur nouveau développement - un matériau unique appelé Vantablack, considéré comme le plus sombre au monde. Selon les développeurs, il absorbe presque toute la lumière, à l'exception d'un négligeable 0,035%, qui sont réfléchis par sa surface. Cette propriété intéressante rend Vantablack complètement invisible et seuls les objets qui l'entourent peuvent être vus.
Malgré la rugosité de la surface, on ne les voit même pas
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La presse scientifique a déjà qualifié le matériau de trou noir artificiel. Bien sûr, Vantablack ne possède pas une gravité aussi puissante qu'une véritable étoile morte, mais avec la lumière, il fait la même chose que les trous noirs cosmiques - il absorbe et ne libère pas. Une autre caractéristique intéressante du nouveau matériau est que, même courbé, de côté, il semble toujours plat, car toutes les courbes sont complètement invisibles à l'œil.
«Lorsque le Vantablack est fléchi, l'observateur s'attend à voir des bosses et des rides, mais au lieu de cela, il voit l'illusion d'un trou complètement sombre dans l'espace», a déclaré le co-auteur de l'étude Ben Jensen, également directeur technique de Surrey Nanosystems.
Des tentatives pour créer un matériau absolument sombre ont déjà été faites plus d'une fois. Ainsi, en 2008, une équipe du Rensselaer Polytechnic Institute a présenté un matériau qui ne reflétait que 0,045% des ondes lumineuses, mais les développeurs de Surrey Nanosystems ont réussi à battre ce record.
Le nom du matériau vient de l'expression NanoTube Arrays alignés verticalement (tableaux alignés verticalement de nanotubes) et du mot noir (noir).
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Les propriétés spéciales du matériau se reflètent dans son nom. Les deux premières syllabes de Vanta sont un acronyme pour les réseaux de nanotubes de carbone alignés verticalement, ce qui signifie «réseaux de nanotubes de carbone alignés verticalement». Les scientifiques ont cultivé des nanotubes de carbone dans un laboratoire sur du papier d'aluminium à basse température. Ils se révèlent être étroitement emballés, ce qui permet à la lumière de pénétrer à l'intérieur, mais de très petites quantités - principalement les ultraviolets, les infrarouges et les micro-ondes - sont réfléchies par cette «forêt».
Ce matériau super noir réduit les niveaux de lumière parasite et est sept fois et demie meilleur que le cuivre à la chaleur conductrice et 10 fois plus durable que l'acier. Par conséquent, il a de nombreuses applications potentielles, y compris en tant que "plafond d'invisibilité" pour les objets militaires qui doivent être cachés.
Il peut également être utilisé pour recouvrir l'intérieur de télescopes très sensibles conçus pour détecter des objets faibles et éloignés. Enfin, il peut être utilisé pour améliorer les performances des panneaux solaires et des capteurs infrarouges.
Micrographie de la structure de Vantablack.
Le matériau Vantablack® le plus noir est basé sur le procédé de synthèse à basse température de nanotubes de carbone alignés verticalement (VANTA) de Surrey NanoSystems. Il peut être facilement combiné avec les techniques de lithographie standard et permet, si nécessaire, de réaliser des motifs complexes.
Auparavant, les revêtements VANTA ne pouvaient être appliqués qu'à des alliages haute température coûteux et volumineux et à des matériaux résistants à la chaleur tels que le silicium, de sorte qu'ils ne pouvaient pas être utilisés pour des composants électroniques sensibles ou des matériaux à point de fusion relativement bas. Vantablack®, le matériau de revêtement le plus noir, se distingue par le fait qu'il peut être synthétisé sur de nombreux matériaux thermosensibles (comme l'aluminium), qui sont d'une grande importance pour les applications terrestres, aériennes et spatiales. Le Vantablack® nanostructuré est chimiquement inerte, a une résistance élevée aux chocs et aux vibrations, et présente une excellente stabilité lorsqu'il est exposé à la chaleur et à l'environnement.
Le matériau le plus noir est un réseau de nanotubes de carbone verticaux étroitement espacés). Cette structure particulière détermine les propriétés uniques du Vantablack®, car il est extrêmement difficile pour la lumière passant à travers la «couronne» d'une telle «forêt» de nanocarbones de sortir de ce piège et d'être réfléchie par la surface d'un tel matériau.
Vantablack® a la conductivité thermique la plus élevée et le rapport masse-volume le plus bas de tous les matériaux pouvant être utilisés dans des applications à haute émissivité. Il a un dégazage et des émissions de particules pratiquement négligeables, éliminant ainsi une source majeure de contamination dans les systèmes d'imagerie sensibles. Il peut résister aux contraintes mécaniques d'un lancement de fusée ainsi qu'aux vibrations à long terme et est idéal pour le revêtement des composants internes tels que les ouvertures, les chicanes et les capteurs optiques MEMS (Micro Electromechanical Systems).
Le matériau le plus noir a trouvé une application pratique principalement dans l'instrumentation optique: comme sources de référence du rayonnement «corps noir» dans les télescopes sensibles, les systèmes d'étalonnage de satellites, les détecteurs infrarouges et pour supprimer les interférences du rayonnement diffusé dans les systèmes optiques. Vantablack® peut également être utilisé sur les véhicules militaires et les armures, car il les rendra pratiquement invisibles, en particulier lorsqu'il est utilisé la nuit.