Как ученые изобретают новые цвета

В течение тысяч лет люди создавали цвета с помощью простой химии. Сначала они использовали красители, которые встречались в природе, такие как ягоды и древесный уголь. Позже новые пигменты были синтезированы в лабораториях. Сегодня вы можете подумать, что ученые придумали все возможные цвета, но на самом деле они продолжают изобретать решения новых задач: танки нуждаются в лучшей маскировке, зеркала должны быть ярче, а спутникам нужны новые светопоглощающие покрытия.

«Самый черный»

Сегодня исследователи используют физику, чтобы изобрести новые цвета, вдохновленные, возможно, переливающимися оттенками, созданными структурами в крыльях бабочек, которые рассеивают свет. Эти новые структурные цвета являются результатом взаимодействия света и наноразмерных элементов, которые во много раз тоньше человеческих волос. Изобретать цвета, теперь это захватывающее сочетание химии с новыми материалами и структурами.

«Самый черный» является известным примером цвета, созданного посредством структуры. Ученые из Surrey NanoSystems в Великобритании запустили «Vantablack» в 2014 году. Конструкция и расположение трубок, выполненных из упакованных вертикально выровненных крошечных углеродных трубок, еще больше усиливают естественную черную природу углерода, позволяя ему улавливать 99,96% света. Чтобы представить это в перспективе, если вы подумаете о лесе из деревьев диаметром около метра, то эти деревья будут расти примерно до одного километра в высоту. Свет, падающий на этот очень высокий лес труб, отскакивает и идеально поглощается. Несколько исследовательских групп, включая NASA, сосредоточили свои усилия на достижении «самого черного» цвета. Хотя для этой цели можно использовать несколько материалов, включая наночастицы золота и стержни, представляется, что покрытия из углеродных нанотрубок являются наиболее эффективным вариантом. Хотя природа и не поглощает свет, она имеет свою версию Vantablack. Спинные чешуи западноафриканской габонской гадюки, одни из самых темных в дикой природе, имеют специфическую «листоподобную» структуру.

Восприятие и отражение

Погоня за абсолютно черным материалом была вызвана необходимостью полностью поглощать энергию света и преобразовывать ее в тепло. Чувствительность оптических инструментов, требующих минимального количества рассеянного или нежелательного света, таких как телескопы, может быть значительно улучшена, например, путем добавления поверхностей с покрытием Vantablack в их оптическую систему. Это может позволить наблюдать за более слабыми звездами. В инфракрасных или тепловых сенсорных системах его использование может также улучшить отношение сигнал / шум и привести к лучшему разрешению при обнаружении тепла. Поскольку такие материалы, как Vantablack, поглощают почти весь свет, другие возможные применения могут быть в системах сбора тепла, таких как солнечные панели. Однако покрытие является относительно хрупким, и обычно его необходимо защищать или заключать в инструмент. Мы видим цвета, потому что свет отражается от нашего окружения.

Комментарии и пинги закрыты.

Комментирование закрыто.