Het zwartste materiaal ter wereld nu ook in een spuitbus

De kleur van een object wordt bepaald door welk deel van het licht het object weerkaatst. Bepaalde golflengtes van zichtbaar licht hebben een bepaalde kleur, en als een object bijvoorbeeld alleen de golflengtes tussen 436 en 495 nm (nanometer) weerkaatst, en alle andere golflengtes absorbeert, zien we het object als blauw. Als alle golflengtes in min of meer gelijke mate weerkaatst worden, zien we dat als wit, als een object zo goed als alle golflengtes absorbeert, zien we het als zwart. En aangezien Vantablack nauwelijks licht weerkaatst, is het het zwartste materiaal  ter wereld.

Vantablack werd voor het eerst gecreëerd in 2014 door onderzoekers van Surrey NanoSystems, en het reflecteerde toen slechts 0,035 procent van het invallend licht, zowel infrarood, zichtbaar, als ultra-violet licht. In 2016 perfectioneerden ze het materiaal nog, en toen konden de spectrometers niet meer meten welke hoeveelheid licht Vantablack VBx1, zoals het nieuwe product heet, nog weerkaatste. Het materiaal was zo zwart dat het niet meer gemeten kon worden. Het product is geen verf maar een speciale coating, die met speciaal materiaal aangebracht moet worden.

Nu heeft Surrey NannoSystems, het bedrijf achter Vantablack, een versie ontwikkeld die Vantablack S-VIS genoemd wordt, en die in een spuitbus zit, en die 99,8 procent van alle ultraviolet, zichtbaar en infrarood licht absorbeert.

"Als je Vantablack S-Vis op zich op een vlak oppervlak ziet, met geen ander zwart materiaal ter vergelijking, ziet het eruit als een zwart fluwelen oppervlak", zei Ben Jensen van Surrey NanoSystems. "Als je het ziet op een driedimensionaal object, zoals een gekreukte folie, ziet het stuk met de coating er nog steeds uit als een zwart, tweedimensionaal, vlak oppervlak. Het is enkel als je het ronddraait en beseft dat het wel degelijk heel wat reliëf heeft, dat je beseft hoe apart het wel is."

Van opzij bekeken, is het duidelijk dat ook het zwarte beeldje wel degelijk driedimensionaal is en reliëf heeft.

Vantablack verkrijgt zijn extreme zwartheid dankzij miljoen koolstofnanobuisjes. Elk nanobuisje heeft een doormeter van zo'n 20 nanometer - zowat 3.500 keer kleiner dan de dikte van een mensenhaar, en het heeft een lengte tussen 14 en 50 micron of micrometer. Een micrometer is een duizendste van een millimeter. Per vierkante centimeter zijn er ongeveer een miljard nanobuisjes.

Als het licht op dit "bos" van nanobuisjes valt, komt het terecht in de microscopische plaatsjes tussen de buisjes en wordt het snel geabsorbeerd terwijl het tussen de buisjes weerkaatst. Het bijna perfecte zwarte oppervlak waar geen licht op te zien is, is het gevolg van het feit dat het materiaal bijna helemaal geen licht weerkaatst.

"Om het effect te begrijpen, moet je proberen je in te beelden dat je in een bos wandelt waar de bomen zo'n drie kilometer hoog zijn in plaats van de gebruikelijke 10 tot 20 meter", legt Surrey NanoSystems uit op zijn website. "Het is makkelijk om je voor te stellen hoe weinig licht, als er al enig licht is, je zou bereiken." 

Volgens de onderzoekers kan Vantablack de prestaties van infraroodcamera's en sensoren verbeteren, en ook van andere wetenschappelijke instrumenten.

Ook in de ruimte is het al gebruikt, op een Europese microsatelliet is de "star tracker", een instrument dat de positie van sterren bepaalt, bedekt met Vantablack. Op die manier wordt de weerkaatsing van licht van de zon, de maan en de aarde tegengegaan, en kan het zwakke licht van de sterren beter doordringen.

Vantablack kan momenteel niet aangeraakt worden zonder de structuur van de nanobuisjes te verstoren, zodat toepassingen voor gebruiksvoorwerpen voorlopig niet mogelijk zijn. 

Het product is niet in de handel verkrijgbaar. Universiteiten, musea en onderzoeksinstituten kunnen wel een staal aanvragen van Vantablack.

Vantablack op een gekreukelde folie.