Ультрачерный — невероятно востребованный цвет. Он нужен для камер и телескопов, чтобы устранить блики, мешающие увидеть слабые звезды или сделать четкий снимок. Он также необходим для максимального поглощения солнечной энергии панелями.
Чернее черного: ученые скопировали структуру перьев райской птицы для создания ткани
Кажется, что черный — самый темный цвет из всех. Но это не совсем так. В мире науки и дизайна еще есть «ультрачерный» — материал считается таковым, если он отражает менее 0,5% падающего на него света. Именно такого оттенка оперение великолепной стрелковой птицы.
WikiCommons
Но создать настоящий ультрачерный — невероятно сложно. Такие материалы либо очень дорогие, либо хрупкие, либо выглядят идеально черными только под прямым углом. Ученые из Корнелльского университета нашли решение. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Ультрачерное оперение великолепной стрелковой птицы
Специалисты вдохновились оперением великолепной стрелковой — райской птицы, обитающей в лесах Австралии и Новой Гвинеи. Она имеет невероятное черное оперение.
Ученые изучили ее перья под микроскопом. Они обнаружили, что все дело в сочетании двух вещей:
- Меланин — природный черный пигмент, который есть и в коже, и в волосах людей.
- Каждое перо покрыто микроскопическими бороздками, которые образуют сложную и иерархическую структуру.
Когда свет падает на такое перо, он не отражается прямо назад. Вместо этого он попадает в эти бороздки. Свет начинает бесконечно отображаться внутри, и с каждым разом его энергия поглощается меланином все больше. В итоге наружу вырывается совсем небольшая часть света, и птица кажется ультрачерной.
Что решили сделать ученые
Ученые решили не просто создать ультрачерный материал в лаборатории, а сделать его практичным, износостойким и пригодным для носки. Они взяли за основу обычную белую трикотажную ткань из шерсти мериноса — породы тонкорунных овец.
Сперва они погрузили ткань в раствор вещества под названием полидофамин. Оно, по своей химической структуре, является почти полным аналогом природного меланина. Краситель проник глубоко в каждое волокно шерсти, сделав его черным изнутри.
Затем окрашенную ткань поместили в специальную плазменную камеру, то есть в ионизированный газ, способный аккуратно вытравливать поверхность материала. Это позволило образовать на каждом волокне крошечные колючки — аналог бороздок у оперения птиц.
В результате полученная ткань отражает в среднем всего 0,13% света. Это сделало ее самым черным материалом в истории. Кроме того, цвет ткани остается идеальным под любым углом.