Vantablack

Template:Thông tin màu nhỏ|262x262px|Lá nhôm nhăn với một phần được phủ bằng Vantablack. Phần lá nhôm được phủ Vantablack trông giống như mặt phẳng đen tuyền. Vantablack là một chất làm bằng mảng ống nanô cácbon liên kết theo chiều dọc và là vật chất nhân tạo đen nhất được biết,[1][2] được tạo ra vào năm 2014. Nó có thể hấp thụ đến 99,965% số bức xạ trong quang phổ nhìn thấy được.[1][3][4][5]

Từ nguyên

Tên xuất phát từ chữ "Vanta" (viết tắt của thuật ngữ "Vertically Aligned NanoTube Arrays", tạm dịch là "Mảng ống nano cacbon thẳng đứng được đồng chỉnh") ghép với chữ "black" (nghĩa là "đen").

Tính chất

nhỏ|262x262px|Vantablack được phủ trên lá kim loại. Vantablack là một "khu rừng" ống nano carbon bao gồm hàng tỉ ống nano cacbon[6] được "phủ" lên bề mặt bằng cách sử dụng phương pháp bay hơi lắng đọng hóa học (CVD), hoặc thông qua thiết bị phun sương Vantablack S-VIS mới được phát triển[5], chỉ có điều những "cây nanô cácbon" này có thể cao hàng trăm mét vì tỷ lệ chiều dài của các ống nano carbon lớn gấp nhiều lần so với đường kính của nó.[7] Mỗi ống nano trong Vantablack có đường kính khoảng 20 nanômét (nhỏ hơn khoảng 3.500 lần so với đường kính trung bình của tóc người), và thường dài từ khoảng 14 micrômét đến 50 micrômét. Một diện tích bề mặt 1 cm2 sẽ chứa khoảng 1.000 triệu ống nano.[8]

Khi hạt photon ánh sáng gặp "rừng" ống nano cacbon, thay vì bật ra ngoài, chúng bị mắc kẹt trong đó và phản xạ liên tục bên trong các ống này. Cuối cùng, hạt photon đánh mất năng lượng và chuyển thành nhiệt trước khi tan biến vĩnh viễn.[5] Vì vậy, nó có thể hấp thụ đến 99,9% ánh sáng, kể cả tia laser cường độ cao cũng bị hấp thụ và không có gì phản hồi lại mắt người xem.[7][6][2] Nó khiến mọi vật thể 3 chiều được phủ Vantablack đều nhìn trông như mặt phẳng 2 chiều.[9]

Vantablack đã được cải tiến so với các chất tương tự trước đây được phát triển vào thời điểm đó. Vantablack hấp thụ đến 99,965% ánh sáng nhìn thấy. Ngoài ra, vật liệu mới này có thể được tạo ra ở nhiệt độ 400 °C (752 °F); NASA đã phát triển một chất tương tự có thể phủ ở nhiệt độ 750 °C (1.380 °F). Vantablack có thể được phủ trên các vật liệu không thể chịu được nhiệt độ cao hơn.

Mức độ thải khí và phóng xạ của Vantablack thấp. Mức độ cao của các chất tương tự trong quá khứ đã khiến nó gặp khó khăn trong thương mại. Vantablack cũng chịu được sự rung động cơ học lớn hơn và có độ ổn định nhiệt lớn hơn.[9]

Vantablack gần như không có khối lượng. Vì dù bao gồm nhiều ống nano cacbon, nhưng chiếm tỉ lệ lớn của loại vật chất này là không khí và các ống nano carbon này gần như không có khối lượng.[7] Vantablack cũng có thể được dùng để phủ lên các tấm kim loại và làm cho nó nổi trên mặt nước. Trong thử nghiệm của mình, các nhà khoa học phát hiện ra rằng nếu đặt đĩa nhôm được phủ Vantablack lên trên mặt nước thì nó có thể nổi. Nhưng nếu nhấn chìm đĩa nhôm xuống dưới bề mặt nước thì nó sẽ chìm chứ không thể nổi lại lên trên bề mặt.[10]

Cơ quan Quốc tế về Nghiên cứu Ung thư của Tổ chức Y tế Thế giới đã phân loại Vantablack vào nhóm "những chất không thể xếp loại vào tác nhân có thể gây ung thư cho người (Nhóm 3)".[8]

Phát triển

Sự phát triển ban đầu đã được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia (Anh) (NPL)[11] mặc dù thuật ngữ "Vanta" không được đặt ra cho đến một thời điểm sau đó. Hiện tại, Vantablack đang được phát triển bởi công ty Surrey Nanosystems. Mảng ống nano cacbon liên kết theo chiều dọc đang được bán bởi một số công ty, bao gồm cả NanoLab,[12] Santa Barbara Infrared[13] và những công ty khác.[14]

Tên Vantablack đã được đăng ký nhãn hiệu[15] và đã được tham chiếu trong ba bằng sáng chế đăng ký tại Văn phòng Sáng chế và Nhãn hiệu Hoa Kỳ.[16]

Ứng dụng

Chất này có nhiều ứng dụng tiềm năng, bao gồm việc loại bỏ nhiễu loạn trong kính thiên văn, đặc biệt là kính thiên văn Hubble và cải thiện hiệu năng của các camera hồng ngoại cả trên trái đất và trong không gian. Ben Jensen, Giám đốc Công nghệ Surrey NanoSystems, giải thích: "Ví dụ, nó làm giảm nhiễu loạn, nâng cao khả năng của các kính viễn vọng nhạy cảm để có thể nhìn thấy những ngôi sao yếu ớt... Hệ số phản xạ cực thấp của nó cải thiện độ nhạy của thiết bị đo mặt đất, không gian và không khí.".[14]

[[Tập tin:Kapoor cropped.jpg|nhỏ|Nhà điêu khắc người Anh gốc Ấn Độ và Do Thái, Anish Kapoor]]

Vantablack cũng có thể tăng khả năng hấp thụ nhiệt trong các vật liệu được sử dụng trong công nghệ năng lượng mặt trời tập trung, cũng như các ứng dụng quân sự như ngụy trang nhiệt. Độ sáng của Vantablack và khả năng mở rộng hỗ trợ một loạt các ứng dụng.

Loại vật liệu này đang được sử dụng bởi nhà điêu khắc Anish Kapoor[2], người đã nói, "Nó hiệu quả giống như một loại sơn... Hãy tưởng tượng một không gian tối, khi bạn bước vào trong,bạn sẽ mất tất cả cảm giác về nơi bạn ở, bạn là gì và đặc biệt là về thời gian."[17][18] Màu này chỉ được cấp phép cho studio của Kapoor để sử dụng trong nghệ thuật, gây xúc phạm cho một số nghệ sĩ khác như Christian FurrStuart Semple.[19][20] Tuy nhiên, nhà sản xuất đã giải thích rằng Vantablack cũng phải chịu sự kiểm soát xuất khẩu của Vương quốc Anh, và nhiệt độ với yêu cầu vật lý của nó là không thực tế để sử dụng trong nhiều loại nghệ thuật.[8]

Vantablack được sử dụng làm một số loại sơn, bao gồm Vantablack S-VIS, Vantablack S-IR và Vantablack VBx. Vantablack S-IR nổi trội hơn ở mức độ hấp thụ hồng ngoại. Vantablack VBx2 được sử dụng để sơn mặt ngoài cho một gian hàng Vantablack phục vụ Thế vận hội Mùa đông 2018.[21][22][23]

Sản xuất thương mại

Vào năm 2015, sản phẩm đã được mở rộng để đáp ứng nhu cầu của người mua hàng không và quốc phòng. Đơn đặt hàng đầu tiên được phân phối vào tháng 7 năm 2014.[14][24]

Vệ tinh tầm thấp Kent Ridge 1 nhằm quan sát Trái Đất của Đại học Quốc gia SingaporeBST được tên lửa PSLV đưa lên quỹ đạo ngày 16/12/2015 (UTC+05:30) từ Trung tâm Vũ trụ Satish Dhawan là vệ tinh đầu tiên sử dụng Vantablack trong thiết bị định vị sao.[25]

Xem thêm

Tham khảo

  1. 1,0 1,1 "Vantablack, Surrey NanoSystems Trang web chính thức của công ty Surrey Nanosystems về Vantablack". ngày 20 tháng 4 năm 2017.  Check date values in: |date= (help)
  2. 2,0 2,1 2,2 "Bí ẩn màu đen nhất thế giới có thể "nuốt chửng" ánh sáng". Dân trí. Retrieved 13 May 2017. 
  3. "Vantablack: U.K. Firm Shows Off 'World's Darkest Material'". NBCNews.com. ngày 15 tháng 7 năm 2014. Retrieved ngày 19 tháng 7 năm 2014.  Check date values in: |access-date=, |date= (help)
  4. Guinness World Records: Darkest manmade substance, ngày 19 tháng 10 năm 2015
  5. 5,0 5,1 5,2 "Vật liệu đen nhất thế giới có thể hút 99,9% ánh sáng". VnExpress - - Tin nhanh Việt Nam. Retrieved ngày 20 tháng 4 năm 2017.  Check date values in: |access-date= (help)
  6. 6,0 6,1 "Vantablack - Chất liệu hấp thụ 99,96% ánh sáng mặt trời". VTV.vn. Retrieved 23 April 2017. 
  7. 7,0 7,1 7,2 "5 sự thật thú vị về Vantablack". Genk. Retrieved ngày 18 tháng 4 năm 2017.  Check date values in: |access-date= (help)
  8. 8,0 8,1 8,2 "FAQs | Surrey NanoSystems". www.surreynanosystems.com (in Tiếng Anh). Retrieved ngày 31 tháng 3 năm 2017.  Check date values in: |access-date= (help)
  9. 9,0 9,1 "Scientists have developed a black so deep it makes 3D objects look flat". Yahoo! News Canada. ngày 14 tháng 7 năm 2014. Retrieved ngày 19 tháng 7 năm 2014.  Check date values in: |access-date=, |date= (help)
  10. "Vật liệu đen nhất thế giới còn có một tính chất vô cùng đặc biệt mà chúng ta chưa bao giờ thấy". GenK.vn. Retrieved 25 April 2017. 
  11. British breakthrough in world's darkest material Theo Theocharous, NPL 21/7/2014
  12. "NanoLab multiwalled carbon nanotubes, aligned carbon nanotube arrays, nanoparticles, nanotube paper,dispersant, nanowires". www.nano-lab.com. Retrieved ngày 31 tháng 3 năm 2017.  Check date values in: |access-date= (help)
  13. Sbir. "Extended Area Low Temperature Blackbody". SBIR - Santa Barbara Infrared. Retrieved ngày 31 tháng 3 năm 2017.  Check date values in: |access-date= (help)
  14. 14,0 14,1 14,2 "This May Be The World's Darkest Material Yet". Huffington Post. ngày 14 tháng 7 năm 2014. Retrieved ngày 19 tháng 7 năm 2014.  Check date values in: |access-date=, |date= (help)
  15. "VANTABLACK Trademark of Surrey NanoSystems Limited - Registration Number 4783953 - Serial Number 79156544:: Justia Trademarks". trademarks.justia.com (in Tiếng Anh). Retrieved ngày 31 tháng 3 năm 2017.  Check date values in: |access-date= (help)
  16. "Results of Search in US Patent Collection db for: Vantablack: 3 patents."
  17. "How black can black be?". bbc.co.uk. BBC News. ngày 23 tháng 9 năm 2014. Retrieved ngày 7 tháng 12 năm 2014.  Check date values in: |access-date=, |date= (help)
  18. "Artists at war after top sculptor is given exclusive rights to the purest black paint ever which is used on stealth jets". Daily Mail Online. ngày 15 tháng 3 năm 2016. Retrieved ngày 15 tháng 3 năm 2016.  Check date values in: |access-date=, |date= (help)
  19. Frank, Priscilla (ngày 29 tháng 2 năm 2016). "Anish Kapoor Angers Artists By Seizing Exclusive Rights To 'Blackest Black' Pigment".  Check date values in: |date= (help)
  20. Roisin O'Connor: Anish Kapoor gets his hands on 'pinkest pink' after being banned from use by its creator, independent.co.uk, ngày 27 tháng 12 năm 2016
  21. Asif Khan reveals super-dark Vantablack pavilion for Winter Olympics 2018 Dezeen 7/1/2018
  22. Asif Khan reveals super-dark Vantablack pavilion for Winter Olympics 2018 on YouTube Dezeen Xuất bản 7 thg 2, 2018
  23. Tòa nhà đen nhất thế giới trông như trời sao Phương Hoa VnExpress Thứ hai, 12/2/2018 | 10:37 GMT+7
  24. British breakthrough in world’s darkest material launched at Farnborough International "Hiện chúng tôi đang mở rộng quy mô sản xuất để đáp ứng các yêu cầu của khách hàng đầu tiên của chúng tôi trong lĩnh vực quốc phòng và không gian, và đã giao đơn đặt hàng đầu tiên của chúng tôi" Surrey NanoSystems 9/7/2014
  25. World's blackest coating material makes its debut in space Surrey NanoSystems 15/5/2016

Liên kết ngoài

Template:Vi

Template:Kiểm soát tính nhất quán Thể loại:Ra mắt 2014 Thể loại:Nano cacbon Thể loại:Màu sắc Thể loại:Vật liệu nano Thể loại:Hóa chất Thể loại:Các dạng thù hình cacbon Thể loại:Phân tử nano