แวนตาแบล็ก (Vantablack) , ซูเปอร์ไวท์ (Super White) สีดำและสีขาวที่สุดในโลก

แวนตาแบล็ก (Vantablack) สีดำมืดที่สุดในโลก

(SURREY NANOSYSTEMS ตัวอย่างของสีดำ "แวนตาแบล็ก" (Vantablack) ที่ดูดกลืนแสงสว่างได้ 99.96%)
เมื่อปี 2014 นักวิจัยชาวอังกฤษได้คิดค้นและสร้างวัตถุวัตถุที่ดำที่สุดในโลกขึ้นมา เรียกว่า แวนตาแบล็ก (Vantablack) มันเป็นวัตถุที่ดำมาก ๆ ขนาดที่สามารถดูดซับแสงที่ตกกระทบได้ถึง 99.96%  และในปี 2016 แวนตาแบล็กได้พัฒนาไปอีกขั้นด้วยความดำยิ่งกว่าเดิม คือไม่สามารถใช้เครื่องมือใด ๆ ตรวจวัดแสงที่สะท้อนออกมาเป็นตัวเลขได้เลย

โครงสร้างของแวนต้าแบล็ก ประกอบด้วยแท่งนาโนทิวบ์ขนาดเล็กจำนวนมากเรียงกันอย่างหนาแน่น แสงที่ตกกระทบจะสะท้อนไปมาระหว่างแท่งนาโนทิวบ์ ไม่สามารถสะท้อนกลับออกมาข้างนอกได้ ในที่สุดจะถูกดูดซับและเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน  วัตถุที่ดำมาก ๆ นี้ เป็นประโยชน์ต่อโครงการสำรวจอวกาศ เพราะมันจะช่วยกรองแสงที่ไม่ต้องการออกได้เป็นอย่างดี ทำให้กล้องโทรทรรศน์รับแสงจากอวกาศที่ไกลมาก ๆ ได้มากขึ้น เราก็เห็นอวกาศได้ไกลขึ้น  บางทีอาจพูดได้ว่าแวนตาแบล็กไม่ใช่สีดำ แต่มันเป็นการหายไปของแสงมากกว่า

ต่อมาในปี 2019 สถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาชูเซตส์หรือเอ็มไอที (MIT) ของสหรัฐฯ เปิดตัววัสดุชนิดใหม่ที่มีสีดำมืดที่สุดในโลก โดยสามารถดูดกลืนแสงได้มากกว่า 99.995% ทำลายสถิติของสี "แวนตาแบล็ก" (Vantablack) ที่เคยครองแชมป์ความมืดทึบมาก่อนหน้านี้  เอ็มไอทีเผยว่า ยังไม่มีการตั้งชื่อให้กับวัสดุดังกล่าวซึ่งจัดเป็นคาร์บอนนาโนทิวบ์ (carbon nanotubes) ประเภทหนึ่ง โดยนักวิจัยด้านวิศวกรรมได้ค้นพบวัสดุนี้โดยบังเอิญ ขณะทำการทดลอง "เพาะ" สายคาร์บอนนาโนทิวบ์ให้เติบโตขึ้นบนวัสดุนำไฟฟ้าเช่นอะลูมิเนียม 

รายงานการค้นพบที่ตีพิมพ์ในวารสาร ACS Applied Materials & Interfaces ระบุว่า เมื่อคาร์บอนนาโนทิวบ์เรียงตัวกันเป็นเส้นในแนวตั้งบนแผ่นอะลูมิเนียมฟอยล์ที่อยู่ในภาวะพิเศษ จนดูคล้ายกับ "ต้นไม้เล็ก ๆ ที่เติบโตขึ้นอย่างยุ่งเหยิงในป่าทึบ" ปรากฏว่ามันดูเป็นสีดำมืดผิดปกติชนิดที่ผู้วิจัยไม่เคยได้เห็นมาก่อน

(MIT  เพชรสีเหลืองที่ส่องประกายเจิดจ้าหายไปในความมืด หลังถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุชนิดใหม่ที่ดำที่สุดในโลก)
เมื่อทดสอบวัดการดูดกลืนแสงของคาร์บอนนาโนทิวบ์ชนิดนี้ พบว่ามันสามารถดูดกลืนแสงได้มากกว่าสีดำแวนตาแบล็กอันโด่งดัง ซึ่งเป็นผลงานของบริษัท Surrey Nanosystems ของสหราชอาณาจักรเมื่อหลายปีก่อน โดยวัสดุชนิดใหม่สะท้อนแสงที่สายตามนุษย์มองเห็นได้ออกมาน้อยกว่าถึง 10 เท่า
ศิลปินของเอ็มไอทีได้จัดแสดงผลงานศิลปะ ซึ่งเผยถึงคุณสมบัติดูดกลืนแสงที่ไม่ธรรมดาของวัสดุใหม่นี้ โดยใช้มันเคลือบห่อหุ้มเพชรสีเหลือง 16 กะรัตที่ส่องประกายเจิดจ้า จนเพชรน้ำงามทั้งเม็ดหายไปในความมืดสนิท "เหมือนตกลงไปในหลุมดำ" อย่างไร้ร่องรอย

ศาสตราจารย์ไบรอัน วอร์เดิล ของเอ็มไอทีบอกว่า ทีมผู้วิจัยยังไม่ทราบชัดถึงสาเหตุที่ทำให้คาร์บอนนาโนทิวบ์ชนิดใหม่มีคุณสมบัติการดูดกลืนแสงที่สูงมากขนาดนี้ ซึ่งจะต้องศึกษาค้นคว้ากันต่อไป โดยเขาเชื่อว่าในอนาคตจะยังมีการค้นพบวัสดุที่ดำมืดยิ่งกว่านี้ขึ้นไปอีกเรื่อย ๆ
"วัสดุสีดำสนิทที่ดูดกลืนแสงได้มาก มีประโยชน์ต่อการพัฒนาอุปกรณ์จำพวกกล้องถ่ายภาพและกล้องโทรทรรศน์ และอาจช่วยขจัดการรบกวนของแสงต่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ซึ่งจะทำให้การบันทึกภาพต่าง ๆ ในห้วงจักรวาลมีคุณภาพดีขึ้น" ศ. วอร์เดิลกล่าว

GETTY IMAGES ศาลาจัดแสดงนิทรรศการของบริษัทรถยนต์ฮุนไดถูกทาด้วยสีดำแวนตาแบล็ก
เพื่อดึงดูดผู้เข้าชมมหกรรมกีฬาโอลิมปิกฤดูหนาวที่เกาหลีใต้เมื่อปี 2018
ปลาทะเลลึกพรางตัวด้วยผิวดำระดับ "แวนตาแบล็ก" 
ทั้งนี้ มีสัตว์ทะเลลึกอย่างน้อย 16 ชนิดพันธุ์ ถูกค้นพบว่ามีผิวหนังสีดำเข้มเป็นพิเศษในระดับที่ใกล้เคียงกับสี "แวนตาแบล็ก" (Vantablack) ซึ่งจัดเป็นสีที่มีความมืดมิดมากที่สุด จนช่างภาพไม่อาจจะถ่ายรูปของพวกมันได้ด้วยเทคนิคการจัดแสงแบบธรรมดา รายงานการค้นพบดังกล่าวตีพิมพ์ในวารสาร
Current Biology โดยทีมนักชีววิทยาจากสหรัฐฯ และสหราชอาณาจักรได้ระบุว่า สัตว์ทะเลลึกเหล่านี้อาศัยอยู่ตรงก้นทะเลที่มืดมิด ในระดับความลึกมากกว่า 200 เมตรขึ้นไป โดยผิวที่ดำสนิทยิ่งกว่าเฉดสีดำอื่น ๆ ช่วยพรางตัวพวกมันให้รอดจากสัตว์ผู้ล่า

ดร. คาเรน ออสบอร์น หนึ่งในสมาชิกของทีมวิจัยจากสถาบันสมิธโซเนียนบอกว่า เธอเคยประสบปัญหาขณะพยายามบันทึกภาพปลาทะเลลึกบางชนิด เนื่องจากผิวหนังของพวกมันดูดซับแสงสว่างจากดวงไฟของช่างภาพเอาไว้ได้เกือบทั้งหมด ทำให้ภาพออกมาไม่คมชัดและมืดมัว อย่างไรก็ตาม ปัญหาดังกล่าวเป็นจุดเริ่มต้นสู่การศึกษาวิธีพรางตัวของสัตว์ทะเลลึกกลุ่มนี้ ซึ่งบางตัวมีผิวดำสนิทจนดูดซับกักเก็บแสงไว้ได้มากถึง 99.956% เทียบเท่าความดำมืดของสีแวนตาแบล็กที่ดูดซับแสงได้ราว 99.96%

ผลการวิเคราะห์ผิวหนังของสัตว์ทะเลลึกดังกล่าวพบว่า พวกมันมีอนุภาคของเม็ดสีเรียงติดกันแน่นขนัดโดยไม่มีช่องว่าง ซึ่งอนุภาคเหล่านี้ก่อตัวเป็นชั้นบางในผิวหนังเพียงชั้นเดียว โดยเม็ดสีมีขนาดและรูปร่างที่เหมาะสมในการกระจายให้แสงผ่านเข้าไปใต้ผิวหนังได้พอดี ทั้งยังดักจับแสงเอาไว้ไม่ให้สะท้อนกลับออกมาด้วย

โครงสร้างของเม็ดสีแบบพิเศษดังกล่าว ช่วยให้พรางตัวในที่โล่งใต้ทะเลลึกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีแสงจากสัตว์ผู้ล่าเช่นปลาตกเบ็ด (anglerfish) ฉายส่องมา หรือเมื่อต้องอำพรางไม่ให้ตนเองกลายเป็นจุดเด่นหากกลืนกินปลาหรือสัตว์เรืองแสงเข้าไป  ความรู้เรื่องดังกล่าวทำให้ ดร. ออสบอร์น สามารถคิดค้นวิธีจัดแสงให้ถ่ายภาพปลาทะเลลึกผิวมืดได้คมชัดขึ้น และความรู้นี้อาจนำไปประยุกต์ใช้ เพื่อคิดค้นวัสดุสีดำพิเศษเคลือบด้านในของกล้องถ่ายภาพหรือกล้องโทรทรรศน์ได้

"มังกรดำแปซิฟิก" เป็นสัตว์ทะเลลึกที่ถ่ายภาพได้ยากมากที่สุดตัวหนึ่ง

สัตว์ทะเลลึกหลายชนิดพันธุ์ต่างแยกกันมีวิวัฒนาการ เพื่อสร้างผิวที่สามารถดักจับและเก็บแสงสว่างได้เกือบ 100%
 
ที่มา
- https://www.youtube.com/watch?v=O0CYc_mC3Uo
- http://www.businessinsider.com/vantablack-blackest...
- http://www.telegraph.co.uk/.../this-is-the-worlds.../ ดูน้อยลง
Cr.ภาพ KAREN OSBORN/SMITHSONIAN

Cr.https://www.facebook.com/indepencil/photos/ดำอย่างที่ไม่เคยดำมาก่อนเมื่อปี-2014-นักวิจัยชาวอังกฤษได้คิดค้นและสร้างวัตถุวัตถ/1576209905738738/ โดย แอดมิน
Cr.https://www.bbc.com/thai/features-49705706
Cr.https://www.bbc.com/thai/features-53462845

 ซูเปอร์ไวท์ (Super White)  สีขาวสว่างจ้าที่สุดในโลก
ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถคิดค้นสีขาวคู่ตรงข้ามของ "แวนตาแบล็ก" (Vantablack) ที่มีความขาวแบบสุดขั้ว หรือที่เรียกว่าสี "ซูเปอร์ไวท์" (Super White) ซึ่งสะท้อนแสงได้ในระดับสูงเทียบเท่ากันได้แล้ว

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเพอร์ดูของสหรัฐฯ (Purdue's School of Mechanical Engineering) เผยแพร่ผลงานการคิดค้นดังกล่าวในวารสาร Cell Reports Physical Science โดยระบุว่า
สีซูเปอร์ไวท์มีความขาวสว่างจ้าสูงที่สุดในโลก สามารถสะท้อนโฟตอนหรืออนุภาคของแสงที่ตกกระทบได้ถึง 95.5% ซึ่งเป็นอัตราที่สูงกว่าสีกันความร้อนทั่วไปที่ใช้ทาภายนอกตัวอาคาร โดยสีขาวแบบเดิมจะสะท้อนแสงได้ราว 80-90% เท่านั้น ทั้งยังไม่สามารถลดอุณหภูมิภายในอาคารบ้านเรือนได้มากเท่าใดนัก

ศาสตราจารย์ หรวน ซิ่วหลิน (Xiulin Ruan) ผู้นำทีมวิจัยบอกว่า สีซูเปอร์ไวท์เป็นวัสดุอะคริลิก (acrylic) ที่ทำจากอนุภาคของหินปูนหรือแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งมีความหนาแน่นสูง อนุภาคดังกล่าวจะมีขนาดเล็กใหญ่คละเคล้าปะปนกันหลายแบบ ทำให้สามารถสะท้อนแสงอาทิตย์ได้ในทุกช่วงความยาวคลื่น

สีซูเปอร์ไวท์ลดอุณหภูมิของตัวอาคาร โดยใช้หลักการทำความเย็นด้วยการแผ่รังสีความร้อน (radiative cooling) ซึ่งทำให้พื้นผิวภายนอกและอากาศภายในเย็นลงโดยไม่สิ้นเปลืองพลังงาน ต่างจากการทำความเย็นด้วยเครื่องปรับอากาศซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์เกาะร้อน (heat island) ในเมืองใหญ่ต่าง ๆ และส่งผลกระทบให้การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศทั่วโลกเลวร้ายลง

จากการทดสอบพบว่า สีซูเปอร์ไวท์สามารถลดอุณหภูมิของพื้นผิวอาคารให้เย็นลงกว่าอากาศโดยรอบได้อย่างน้อย 1.7 องศาเซลเซียส แม้จะอยู่ท่ามกลางแดดเผายามเที่ยงวันก็ตาม ส่วนในเวลากลางคืน สีขาวชนิดนี้สามารถลดอุณหภูมิพื้นผิวและภายในตัวอาคารให้เย็นลงกว่าอากาศด้านนอกได้ถึง 10 องศาเซลเซียส

อย่างไรก็ตาม "ซูเปอร์ไวท์" นั้นยังเป็นเพียงชื่อเรียกชั่วคราว และจะมีการตั้งชื่อสีขาวชนิดนี้อย่างเป็นทางการต่อไป
"สีนี้ทนทานต่อการขูดขีด ทนต่อสภาพอากาศรุนแรงและกันน้ำ ทั้งยังมีกระบวนการผลิตที่ไปกันได้กับโรงงานทั่วไปในปัจจุบัน ทำให้เชื่อได้ว่าจะมีราคาไม่สูงเกินไปนักและสามารถผลิตเพื่อการค้าได้ในเร็ว ๆ นี้" ศ. หรวนกล่าวปิดท้าย

โดยทีมของเขาจะทำการทดสอบเพื่อวัดความทนทานต่อฝุ่น,น้ำ,ผงซักฟอก และสารอื่น ๆต่อไป  ขณะที่มีนักวิจัยบางคนอ้างว่า 'สีที่ขาวที่สุด' คือขนของหมีขั้วโลกและปีกของด้วง Cyphochilus

(GETTY IMAGES อาคารหลายแห่งใช้สีขาวทาที่ผนังด้านนอกเพื่อสะท้อนแสงแดด ซึ่งช่วยลดความร้อนภายในลงได้บ้าง)
Cyphochilus insulatus(beetle)
Cyphochilus ซึ่งเป็นสายพันธุ์พื้นเมืองในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้มีเปลือก (exoskeleton)เป็นสีขาว แต่ทว่าสีขาวนี้ไม่ได้เกิดจากผงสี หากแต่เกิดจากโครงข่ายของไคติน ซึ่งเป็นโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ที่พบในเปลือกหอยและปลาหมึก (molluscs) เปลือกแข็งภายนอกของแมลง หรือผนังเซลล์ของเชื้อรา (fungi) โครงสร้างของไคตินสามารถกระเจิงแสงได้ดีมากส่งผลให้สารเคลือบสีขาวนี้ทั้งบางและเบา

ทีมวิจัยจาก University of Cambridge ได้ร่วมกับ Aalto University ประเทศฟินแลนด์เลียนแบบโครงสร้างของไคตินโดยใช้เส้นใยขนาดเล็กของเซลลูโลสที่ไม่มีพิษ มีอยู่มากมาย แข็งแรง และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ซึ่งพวกเขาก็สามารถทำเมมเบรนที่มีสีขาวได้สำเร็จ ที่สามารถกระเจิงแสงได้มากกว่ากระดาษถึง 20-30 เท่า ซึ่งสามารถนำไปใช้ทำวัสดุสีขาวที่มีความยั่งยืนและเข้ากันได้ทางชีวภาพ

Cr.https://www.bbc.com/thai/features-54683761
Cr.https://www.facebook.com/ardwarong/posts/1649618335159338

(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่