Den svarteste svartfargen i verden laget

Materialet kan brukes til å lage usynlighetskapper ala Harry Potter.

HAR DU HØRT OM forvandlingsoptikk? Eller transformation optics, som det kalles på engelsk?

Det er noe ganske nytt, og her må forskas meir, som det heter. Allerede kan teknikken brukes på fantastiske måter. Forskerne kan lage usynlighetskapper. De planlegger å flytte rundt på ting uten at vi merker det.

Forvandlingsoptikk får bølger av lys til å flomme rundt et objekt på samme måte som vann flommer rundt en stein. Objektet blir usynlig, mens det bak objektet blir synlig.


Washington Post
beskrev de siste fremskrittene på området i en artikkel nylig.

DEN HARRY-POTTER-AKTIGE forsvinningskappa er dermed ikke lenger noe forskerne bare kan fantasere om å lage.

Det var en slik kappe Harry Potters far en gang hadde, og som guttungen fikk på sitt første år på Hogwarts. I virkeligheten har teknologien også eksistert en stund. Forskerne mer enn flørter med usynlighet.

David Schurig, som er fysiker og el-ingeniør ved North Carolina State University, har nylig vært med på å lage og teste en slik kappeinnretning. I eksperimentet ble et objekt litt mindre enn en hockeypuck usynlig for en detektor som bruker mikrobølger for å «se».

DET HANDLER OM Å LEDE lyset rundt objektet. Under helt riktige forhold blir objektet som omsluttes av en slik kappe usynlig.

Artikkelen fortsetter under annonsen

Den svarteste svartfargen i verden laget

Forutsetningen er at man klarer å manipulere lyset. Teknologien gjør det nå mulig å nærmest bøye lysstråler bakover.

Foreløpig kan kappen, eller det svarte materialet den lages av, kun brukes på ting som ikke beveger seg, og altså ikke på mennesker.

Men det er ikke umulig å lage materialet så tynt at et menneske kan bære det. Og teknologien forbedres raskt.

ET STORT FRAMSKRITT ble gjort denne måneden. Materialet kappene kan lages av, ble til.

Nærmere bestemt ble den svarteste svartfargen verden har sett, en realitet. Svartfargen ble presentert i begynnelsen av februar.

Forskerne har laget et papirtynt materiale som kan absorbere mer enn 99.9 prosent av lyset som treffer det. Det er 30 ganger svartere enn amerikanske myndigheters standard for svart.

Det er også tre ganger mørkere enn noe forskerne tidligere har klart å fremskape.

Materialet suger til seg alt lys i nærheten, og slipper det ikke ut igjen. Det er laget av karbon-nanorør, og består av hule fibre med vegger som bare er ett atom tykke.

Ifølge forskerne og oppfinnerne Shawn-Yu Lin ved Rensselaer Polytechnic Institute og professor Pulickel Ajayan fra Rice University i Texas er stoffet svartere enn svarte natta.

- Nøkkelen var å lage et lang, ekstremt porøs, vertikal rekke med karbon-nanorør med en spesiell overflate, slik at man minimerer refleksjonen og maksimerer absorbasjonen samtidig, sier Lin i pressemeldingen fra forskningsinstitusjonen.

- Ikke noe lys reflekteres tilbake på deg. Det er veldig, veldig, veldig svart, sier Lin.

DET SENTRALE MED MATERIALET ER ifølge forskerne er at fibrene legges med «stort» mellomrom, slik at mye lys kan komme inn, samtidig som nesten ikke noe slippes ut. Fibrene er rundt 400 ganger mindre i diameter enn et hårstrå.

Et ideelt svart materiale absorberer lyset perfekt fra alle vinkler og i alle bølgelenger. Det gjør ikke det svarte stoffet som er laget nå, men forskerne klarte det vanskeligste. De «overtalte» lyset til faktisk å gå inn i stoffet, og nøkkelen til suksess var avstanden de hadde satt mellom nanorørene.

Etter at det svarte materialet ble omtalt i en artikkel i magasinet Nano Letters i januar var det amerikanske forsvaret blant de første som ringte for å høre mer.

DET ER ÅPENBARE GRUNNER til at det amerikanske militæret og etterretningsorganisasjonene er interessert. Selv med begrenset bølgelengdekapasitet kan slike Harry Potter-aktige kapper bli viktige.

For eksempel kan man gjøre objekter usynlige for lasere som brukes til våpensikte. Man tenker seg også at man kan gjøre fiendens nattbriller ubrukelige fordi objektene vil være usynlige for de infrarøde strålene i brillene.

Forskerne legger til at det også finnes mange fredelige bruksområder for verdens svarteste stoff. Usynlighet er nemlig ikke det viktigste for forskerne som jobber på feltet. Flere av dem jobber med å ta i bruk det svarteste svarte i det daglige.

Solcellepanel dekket med svartstoffet vil for eksempel kunne virke mye mer effektivt når de suger til seg alt lyset i områder. Teleskopene vil også kunne forbedres vesentlig. Det samme gjelder varmedetektorer, astronomiske instrumenter og energimålingsinstrumenter.

Jo svartere slike instrumenter blir, desto bedre fungerer de.

USYNLIGHETSGJENGEN jobber videre med sine triks. Fysikkprofessor John Pendry ved Imperial College London er en av dem som ønsker å perfeksjonere usynligheten.

Et supersvart objekt som er usynlig for det blotte øye, kaster for eksempel fortsatt skygge bak seg, mens et objekt som er i usynlighetskappa ikke gjør det.

Vladimir Shalaev er professor ved Purdue University og ekspert på feltet. Han sier til Washington Post at eksperimentene med kapper bare er begynnelsen.

- Med forvandlingsoptikk kan man gjøre mange andre triks, sier professoren, og nevner at man kanskje kan få ting til å forsvinne, få dem til å dukke opp på nye steder og å få enorme mengder energi fokusert på et mikroskopisk felt.

Denne artikkelen er skrevet av Magasinets nettredaksjon og ikke publisert i papirutgaven. Har du spørsmål eller kommentarer, send dem til oss på e-post.

HAR EN VERDENSREKORD FRA FØR: Pulickel Ajayan med det mørkeste materialet i verden. Tidligere har han verdensrekorden for å ha laget verdens minste børste.
KAN BRUKES TIL USYNLIGHETSKAPPER: Det nye, supersvarte materialet, kan brukes i alt fra solcellepanel til Harry Potter-aktige usynlighetskapper.
<B>FANT OPP USYNLIGHETSFRAKK:</B> Den japanske studenten Kazutoshi Obana viste fram sin optiske kamuflasjeteknologi i 2003. Det dreide seg om en <a href=http://www.wired.com/science/discoveries/news/2003/03/58286>optisk illusjon.</a> Frakken hadde et lag mikroskopiske reflektorer, og oppfører seg nærmest som et filmlerret. Bak frakken var et videokamera, som projiserte bilder av det som er bak frakken til frakkens forside. De projiserte bildene av verden bak frakken får det til å se ut som om man ser rett igjennom personen med frakken, når man ser gjennom en spesiell linse.
NANORØR: Nanorør, slik som dem som ble brukt i svartfargen, er bittesmå. De ble arrangert på en slik måte at nesten alt lyset ble sugd opp og gjorde materialet supersvart.
FORSØK MED SVART MATERIALE:</B> Her plasseres svart materiale laget av karbon-nanorør i en ny sfære for å måle materialets reflektering.
SVART: Den nye svartfargen er mye svartere enn denne svartfargen, som er den svarteste svartfargen som finnes i bildebehandlingsprogrammet Photoshop.
SVART:</B> Øverst er den svarteste svartfargen til amerikanske standariseringsmyndigheter.I midten er den nye svartfargen, som er 30 ganger svartere. Nederst et karbon glasstykke.
BLE USYNLIG I 2006:</B> Ved å danne en «luftspeiling» <a href=http://www.dagbladet.no/kunnskap/2006/10/20/480326.html>klarte forskere å skjule</A> en kobbersylinder slik at den ikke kunne sees fra noen retninger i 2006.
KARBON-NANORØR: Her viser direktør Kevin Ausman ved Rice Universityen boks karbon-nanorør.