Naučnici su uspjeli od prirodne vune da stvore jedan od najtamnijih materijala ikada napravljenih, koji gotovo u potpunosti apsorbuje svjetlost.
Na prvi pogled djeluje kao tamna materija u svemiru. Ne reflektuje, ne sija, ne otkriva teksturu. Za oko je neuhvatljiva. Upravo takav utisak ostavlja nova tkanina razvijena na Univerzitetu Kornel u Njujorku - materijal koji apsorbuje 99,87 odsto svjetlosti, što ga čini jednim od najtamnijih ikada napravljenih.
Ono što je najneobičnije u vezi njega, jeste činjenica da je izrađen od merino vune, vlakna koje nam je dala priroda.
Proces - od bijele vune do crne materije
Da bi dobili ovaj materijal, istraživači su prvo uzeli bijelu vunu, koju su obojili polidopaminom, sintetičkom verzijom melanina - pigmenta koji daje boju ljudskoj koži, kosi i očima.
Zatim je tkanina izložena procesu u kom naelektrisani gas "nagriza" površinu vlakana i stvara sićušne, šiljate strukture poznate kao nanofibrili. Upravo te mikroskopske izbočine "hvataju" svjetlost i sprečavaju da se odbije i da je ljudsko oko registruje.
"Ljudi kažu da izgleda kao crna rupa", kaže dr Larisa Šeferd, vanredna profesorka dizajna na Kornelu i glavna autorka studije objavljene u časopisu Nature Communications.
Inspiracija iz prirode
Inspiracija za ovaj materijal je bila jedna stanovnica tropskih šuma - rajska ptica. Naučnici objašnjavaju da njeno perje nije samo crno, već predstavlja optičku zamku - sitna vlakna bogata barbulama, preusmjeravaju svjetlost ka unutra, čineći perje "dublje" crnim nego što pigment sam po sebi može da postigne.
Istraživači su zato riješili da prekopiraju ovaj dar prirode u laboratorijskim uslovima i da odu korak dalje. Jer kako kažu, perje rajske ptice gubi intenzitet dok se pomjera, ali njihova nova tkanina ostaje gotovo podjednako tamna i dok se posmatra pod uglom od 120 stepeni. Taj efekat omogućavaju upravo nanofibrili, koji stvaraju nepravilnu, hrapavu površinu koja dodatno "zarobljava" svjetlost.
Alternativa Vantableku
Za razliku od takozvanog Vantableka - s apsorbcijom svjetlosti od 99.965 odsto, koji se oslanja na složene i skupe ugljenične nanostrukture, ovaj materijal koristi samo vunu i polidopamin. To ga čini fleksibilnijim, prozračnijim i potencijalno znatno jeftinijim za proizvodnju.
"Željeli smo prirodni materijal", objašnjava doktorand Hansadi Džajamaha, koautor studije. "Proces smo započeli sa svilom, ali se pokazalo da hemija između polidopamina i vune daje najbolje rezultate."
Istraživači su već izradili prototip haljine, čija površina podsjeća na perje rajske ptice, a za materijal je podnijet i zahtjev za privremeni patent. Jedna od prvih realnih primjena mogla bi biti luksuzna moda, ali i sportska odjeća, kao i upotreba za kamere, teleskope, satelite, solarnu tehnologiju i za kamuflažu.
Ipak, izazovi ostaju. Pranje može da smanji efikasnost tkanine, a sam proces dobijanja tkanine koja apsorbuje svjetlost za sada predstavlja prepreku masovnoj proizvodnji. Istraživači vjeruju da su to prepreke koje se mogu prevazići.