Nowa tkanina pochłaniająca światło: inspiracja z natury i potencjał zastosowań

Materiał, który niemal unicestwia światło

Naukowcy z Cornell University dokonali przełomu w dziedzinie materiałoznawstwa, tworząc tkaninę o niezwykłych właściwościach optycznych. Materiał ten jest w stanie pochłonąć aż 99,87% padającego na niego światła widzialnego. Oznacza to, że obiekt pokryty tą tkaniną przestaje wyglądać jak trójwymiarowy przedmiot, a zaczyna przypominać dosłownie wycięty w rzeczywistości otwór lub plamę absolutnej pustki.

To nie jest po prostu bardzo ciemny materiał. To struktura, która fundamentalnie zmienia sposób, w jaki światło wchodzi z nią w interakcję. Obserwator traci wszelkie punkty odniesienia dotyczące kształtu, faktury czy odległości.

Inspiracja płynąca z Nowej Gwinei

Kluczem do sukcesu okazało się naśladowanie natury. Zespół badawczy inspirował się wyglądem i strukturą upierzenia rajskiego ptaka z rodziny Paradisaeidae, zamieszkującego lasy Nowej Gwinei. Ptaki te, w celu przyciągnięcia partnerki, wyewoluowały pióra o niezwykle niskiej refleksyjności. Ich mikroskopijna struktura, przypominająca gęsty las mikroskopijnych kolumn lub włókien, skutecznie „łapie” i rozprasza fotony, uniemożliwiając ich odbicie.

Naukowcy odtworzyli tę zasadę na poziomie nanotechnologicznym. Tkanina nie zawiera specjalnego barwnika. Jej „czarność” wynika z architektury powierzchni – gęstej sieci mikroskopijnych włókien ułożonych w sposób, który powoduje wielokrotne odbicia i pochłanianie światła wewnątrz struktury.

Potencjalne zastosowania nowego materiału

Możliwość stworzenia elastycznej, noszonej tkaniny o takich właściwościach otwiera drzwi do wielu zastosowań, wykraczających daleko poza modę czy sztukę.

Zastosowania naukowe i technologiczne

Optyka i astronomia: Materiał może być wykorzystany do wyściełania wnętrz teleskopów, kamer i innych instrumentów pomiarowych, eliminując niepożądane odbicia światła rozproszonego (stray light), które zakłócają obserwacje.
Czujniki i detektory: Jako powłoka dla ultra-czułych detektorów światła, zwiększając ich efektywność poprzez minimalizację strat.
Technologie stealth: Choć w kontekście światła widzialnego, badania nad materiałami pochłaniającymi fale elektromagnetyczne (np. radarowe) często idą w parze.

Zastosowania komercyjne i artystyczne

Przemysł rozrywki i wystawiennictwo: Tworzenie niesamowitych efektów wizualnych w muzeach, na wystawach czy w parkach rozrywki, gdzie obiekty mogą „znikać” na tle lub tworzyć iluzje optyczne.
Fotografia i film: Jako idealnie czarne tło w studiach fotograficznych lub do maskowania elementów scenografii.
Wzornictwo i moda: Projektanci zyskują narzędzie do tworzenia odzieży o zupełnie nowym, niemal surrealistycznym wyrazie wizualnym.

Stworzenie materiału, który można nosić, jest istotnym krokiem naprzód. Wcześniejsze rekordzisty w dziedzinie „czerni”, takie jak Vantablack, były sztywne, kruche i wymagały specjalnych warunków aplikacji. Tkanina z Cornell jest elastyczna, przewiewna i podlega standardowym procesom szycia.

Prace nad materiałem wciąż trwają. Kolejnym wyzwaniem dla naukowców jest zwiększenie jego trwałości i odporności na czynniki zewnętrzne, takie jak wilgoć czy tarcie, co jest kluczowe dla praktycznych zastosowań. Niemniej, połączenie bioniki – naśladowania natury – z zaawansowaną inżynierią materiałową po raz kolejny dowodzi, że najgenialniejsze rozwiązania często kryją się w świecie przyrody.

Foto: www.unsplash.com