Nowo utworzone super czarne drewno może ulepszyć teleskopy, instrumenty optyczne i towary konsumpcyjne

Dzięki przypadkowemu odkryciu naukowcy z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej stworzyli nowy superczarny materiał, który pochłania prawie całe światło, otwierając drzwi do potencjalnych zastosowań w szlachetnej biżuterii, ogniwach słonecznych i precyzyjnych urządzeniach optycznych.

Profesor Philip Evans i doktorant Kenny Cheng eksperymentowali z wykorzystaniem plazmy wysokoenergetycznej, aby uczynić drewno bardziej wodoodpornym. Jednakże, gdy zastosowali tę technikę do obciętych końcówek komórek drewna, powierzchnie stały się wyjątkowo czarne.

Pomiary przeprowadzone na Wydziale Fizyki i Astronomii Texas A&M University potwierdziły, że materiał odbija mniej niż 1% światła widzialnego i pochłania prawie całe padające na niego światło.

Zamiast ignorować to przypadkowe odkrycie, zespół postanowił skupić się na projektowaniu ultraciemnych materiałów, zapewniając nowe podejście do poszukiwania najciemniejszych materiałów na Ziemi.

Dr Evans, profesor w College of Forestry i kierownik Katedry Zaawansowanych Technologii Wytwarzania Produktów Leśnych na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej, wyjaśnił, że „materiały superczarne lub ultraczarne mogą pochłaniać ponad 99% światła emitowanego przez pada na nie – znacznie więcej niż zwykła czarna farba, która pochłania około 97,5% światła.

W astronomii rośnie zapotrzebowanie na ultraczarne materiały, ponieważ ultraczarne powłoki na instrumentach pomagają zredukować światło rozproszone i poprawić klarowność obrazu. Ultraczarne powłoki mogą zwiększyć wydajność ogniw słonecznych. Jest również stosowany do produkcji dzieł sztuki i luksusowych towarów konsumpcyjnych, takich jak zegarki.

Naukowcy opracowali prototypy produktów komercyjnych przy użyciu drewna Super Blackwood, początkowo skupiając się na zegarkach i biżuterii, a w przyszłości planują zbadać inne zastosowania komercyjne.

Ciekawe drewno

Zespół nazwał swoje odkrycie Nixlon (niks-uh-lon) i zarejestrował je jako znak towarowy na cześć Nyx, greckiej bogini nocy i Exelon, greckiego słowa oznaczającego drewno.

Jeszcze bardziej zaskakujące jest to, że Nxylon pozostaje czarny nawet po pokryciu stopem, takim jak złota farba pokrywająca drewno, dzięki czemu jest ono wystarczająco przewodzące prąd elektryczny, aby można je było oglądać i badać pod mikroskopem elektronowym. Dzieje się tak dlatego, że struktura Nxylonu z natury blokuje światło, zamiast opierać się na czarnych pigmentach.

Zespół z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej wykazał, że Nxylon może zastąpić drogie i rzadkie czarne drewno, takie jak heban i palisander, w tarczach zegarków, a także może być stosowany w biżuterii w celu zastąpienia czarnego onyksu.

„Formuła Nxylon łączy zalety naturalnych materiałów z unikalnymi cechami strukturalnymi, dzięki czemu jest lekka, sztywna i łatwa do cięcia w złożone kształty” – stwierdził dr Evans.

Nxylon jest wykonany z lipy, drzewa szeroko występującego w Ameryce Północnej i cenionego za ręczne rzeźbienie, pudełka, zasłony i instrumenty muzyczne, ale można również użyć innych rodzajów drewna, takich jak lipa europejska.

Tchnij nowe życie w lasy

Dr Evans i jego współpracownicy planują uruchomienie start-upu Nxylon Corporation of Canada w celu rozszerzenia zastosowań Nxylon we współpracy z jubilerami, artystami i projektantami produktów technicznych. Planują także opracowanie reaktora plazmowego na skalę komercyjną, który będzie wytwarzał większe, ultraczarne próbki drewna nadające się do nieodblaskowych sufitów i ścian.

„Nxylon może być wytwarzany z trwałych, odnawialnych materiałów, które są szeroko dostępne w Ameryce Północnej i Europie, co prowadzi do nowych zastosowań przemysłu drzewnego w BC jest często postrzegany jako przemysł wymierający, skupiający się na podstawowych produktach – nasze badania pokazują jego ogromny potencjał Niewykorzystany, ” powiedział dr Evans.

Inni badacze, którzy wnieśli swój wkład w tę pracę, to Vicky Ma, Dingxing Feng i Sarah Xu (cały wydział leśnictwa UBC); Luke Schmidt (Uniwersytet A&M w Teksasie); i Mick Turner (Australijski Uniwersytet Narodowy).