Jeho absorpcia vo viditeľnom rozsahu je vyššia ako u mnohých komerčných čiernych atramentov.
Kanadskí vedci z oblasti materiálov chceli urobiť drevo hydrofóbnym, no namiesto toho ho náhodou zmenili na superčierny materiál. Vplyvom plazmového lúča sa povrch prierezov dreva stal ešte pórovitejším a ukázalo sa, že takýto materiál absorbuje viac ako 99,3 percenta žiarenia s vlnovou dĺžkou od 300 do 700 nanometrov. Článok bol publikovaný v Advanced Sustainable Systems.
Naše oči vnímajú predmety, ktoré pohlcujú viditeľné žiarenie, ako čierne. Super čierne telesá s absorpciou blízkou 100 percentám sú potrebné v rôznych optických systémoch, od teleskopov až po solárne panely. Ale dosiahnuť takú vysokú absorpciu nie je jednoduché, najmä ak beriete do úvahy nielen viditeľnú časť žiarenia, ale aj ultrafialové a infračervené. Štandardná čierna farba pohltí len asi 97 percent žiarenia. Sadze pohlcujú viac ako 99 percent viditeľného žiarenia, no v infračervenej časti spektra sú oveľa slabšie. Pri hľadaní materiálov so super vysokou absorpciou vedci skúšajú paralelne orientované uhlíkové nanorúrky, grafén a dokonca aj drahú platinovú čiernu.
O to prekvapujúcejší je objav Philipa D. Evansa a jeho kolegov z University of British Columbia, ktorí nečakane získali superčierny materiál z obyčajného dreva. Prvýkrát bol takýto výsledok zaznamenaný už v roku 2020, ale úplné výsledky štúdie popisujúcej štruktúru materiálu sa objavili až teraz.
Vedci pracovali s drevom z americkej lipy (Tilia americana) a pôvodne ho neplánovali urobiť super čiernym, ale zamýšľali zvýšiť vodoodpudivé vlastnosti materiálu. Na tento účel bolo drevo narezané na kusy pozdĺž a naprieč vláknami a ošetrené vysokoenergetickým plazmovým lúčom.
Pre výskumníkov neočakávane 500-wattový plazmový lúč zmenil prierezy dreva na superčierny materiál, ktorý absorboval viac ako 99,3 percenta žiarenia s vlnovými dĺžkami od 300 do 700 nanometrov. Navyše aj v oblasti červeného a infračerveného žiarenia (vlnová dĺžka 700 nanometrov a viac) zostal podiel odrazeného svetla dosť nízky, zatiaľ čo u mnohých čiernych materiálov odraz v tejto oblasti prudko stúpa.
Evans a jeho kolegovia skúmali povrch dreva pomocou skenovacej elektrónovej mikroskopie. Ukázalo sa, že pod vplyvom plazmy sa pórovitý povrch prierezov dreva ešte viac uvoľnil a vytlačil. Objavilo sa v nej veľa pórov, výbežkov a zamotaných vlákien. Reliéfne povrchy vždy absorbujú svetlo lepšie ako hladké: fotóny, ktoré sa odrážajú od jedného výčnelku, môžu byť absorbované susedným. Na vytvorenie super čiernych telies sa vedci zvyčajne pokúšajú vytvoriť komplexné viacúrovňové textúrovanie, ale v tomto prípade sa požadovaný reliéf tvorí sám.
Autori práce poznamenávajú, že absorpcia svetla zostala vysoká aj po nanesení tenkej vodivej vrstvy kovu na drevo. Veria, že nový materiál by mohol byť žiadaný v optických zariadeniach, či už samostatne alebo v kombinácii s uhlíkovými nanorúrkami a inými superčiernymi farbivami. Dostupnosť a nízka cena zároveň otvárajú možnosti využitia „čierneho dreva“ v dizajne a úžitkovom umení.
Nie je to prvýkrát, čo vedci v oblasti materiálov zmenili drevo na komplexné funkčné materiály. Napríklad v roku 2020 sme hovorili o práci švajčiarskych a novozélandských vedcov, ktorí urobili balzové drevo flexibilným a svietiacim. Rozpustili lignín obsiahnutý vo východiskovom materiáli, napustili celulózový rám roztokom luminiscenčných kvantových bodiek a na vrch naniesli vrstvu hydrofóbneho polyméru.
Preložil: OZ Biosféra www.biosferaklub.info
Post Views:
353
