تولید سیاه‌ترین ماده جهان

ایده ساخت این ماده به طرزی جالب، از سوسک Cyphochilus گرفته شده که سفیدتر از کاغذ است.

به گفته محققان،‌تولید ماده کاملا سیاه که کل انرژی برخوردی را جذب کرده و سپس آن را بدون اتلاف انرژی بازتاب دهد، امکان‌پذیر نیست؛ اما دانشمندان همچنان به دنبال دستیابی به آن هستند؛ زیرا باورها بر این است که چنین ماده‌ای می‌تواند به تولید دستگاه‌های بهتر یا کارآمدتر مانند جاذب‌های نور کمک کند.

دانشمندان در این تلاش جدید خود توانستند رکورد سیاهترین ماده پیشین را که با استفاده از نانولوله‌های کربنی ساخته شده بود، با تقلید از سوسکی کاملا سفید ارتقا بخشند. نتیجه بدست آمده یک میله نانوذره بسیار ریز است که روی کره نانوذره‌ای به همان اندازه (با قطر 30 نانومتر)‌قرار گرفته و می‌تواند حدود 98 تا 99 درصد نور را در طیف بین 400 تا 1400 نانومتر جذب کند.

این امر بدان معنی است که ماده جدید قادر به جذب تقریبا 26 درصد نور بیشتر از تمام مواد شناخته‌شده تاکنون است و این کار را از تمام زوایا و قطب‌ها انجام می‌دهد.

محققان دریافتند که پولک‌های سوسک cyphochilus که یک ساختار بلور فوتونی است، باعث می‌شود که پوسته سوسک بطور موثری نور را بازتاب دهد. آن‌ها ایده را برگردانده و آن را با معکوس کردن ساختار، از ایده مهار انرژی بی‌نظم برای ایجاد سیاهترین ماده موجود استفاده کردند.

سطح این ساختار بی‌نظم بوده و باعث ایجاد الگویی از دانه‌های تصادفی می‌شود که هر کدام متشکل از موجبرهای فلزی بی‌نهایت طولانی هستند. تولید این ماده بسیار آسان بوده و می‌توان آن را هم در داخل و هم خارج مایع اعمال کرد.

محققان همچنین با شلیک یک لیزر بر روی آن توانستند نوع جدیدی از منبع نور ایجاد کنند که تابش‌های تک رنگ بدون نیاز به رزونانس تولید می‌کرد.

دستگاه‌هایی با استفاده از چنین کاربردی ممکن است برای پروژه‌های آب شیرین‌کن و همچنین سیستم‌های جمع‌آوری انرژی خورشیدی و شاید اتصالات نوری مورد استفاده قرار بگیرند.

این یافته‌ها در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.

اخبار عامی - ایسنا

ویدیو مرتبط :
نانولوله‌های کربنی ونت‌بلک- سیاه‌ترین ماده‌ی روی زمین

---

خواندن این مطلب را به شما پیشنهاد میکنیم :

تولید سبك‌ترین ماده جهان برای ارتقای حمل و نقل سبز

دانشمندان دانشگاه كیل و دانشگاه فناوری هامبورگ موفق به ساخت سبك‌ترین ماده جهان با وزن تنها 0.2 میلی‌گرم در سانتی‌متر مربع شدند.

 آئروگرافیت كه از خاصیت رسانایی و قابلیت تراكم بالا برخوردار بوده، می‌تواند در آینده در پیل‌ها برای ارتقای حمل و نقل سبز مورد استفاده قرار گیرد.

این ماده با استفاده از ذرات اكسید روی و نانولوله‌های كربن ساخته و جزئیات آن در مجله Advanced Materials منتشر شده است.

آئروگرافیك كه سیاه رنگ و از لحاظ شیمیایی ثابت بوده، 75 بار از استیروفوم سبك‌تر و در برابر آسیب بسیار مقاوم است. در حقیقت این ماده قابل متراكم شدن تا 95 درصد و بازگشت بدون آسیب به حالت اولیه خود است. این ماده حتی در اثر تنشها و فشرده‌سازی تا یك حد خاص مقاوم‌تر می‌شود.

خاصیت رسانایی الكتریكی این ماده به آن امكان ساخت باتریهای كوچكتر و سبكتر را ارائه می‌كند كه می‌توان از آنها برای ارتقای انتقالات سبز با افزایش میزان مایل بر شارژ در خودروهای الكتریكی استفاده كرد.

همچنین از این ماده متخلخل می‌توان برای كاربریهای دیگر مانند پاكسازی آبهای آلوده و جذبهای نوری و پرتو ایكس استفاده كرد.

برای ساخت این ماده پودر اكسید روی در دمای 1650 درجه فارنهایت حرارات دیده و بلورهای بدست آمده به شكل یك قرص شكل گرفتند كه حاوی ساختارهای مقیاس نانوی اكسید روی موسوم به چهارپایان است. این ساختارها بنیاد آئروگرافیت را تشكیل می‌دهند.

در گام بعدی این قرص تا 1400 درجه فارنهایت در یك جو گازی دارای كربن حرارت دید. كربن به آرامی روی این ساختارهای چهارپایان را پوشانده، اكسید روی را به گاز تبدیل كرده و شبكه ساختارهای درگیر گرافیت را شكل می‌دهد.

گام بعدی این محققان بررسی بیشتر ویژگیهای فیزیكی آئروگرافیت برای نمایش پتانسیل آن در كاربردهای گوناگون است./ایسنا