Odkrycie naukowców z Uniwersytetu Cornella otwiera nowy rozdział w dziedzinie tekstyliów. Dzięki inspiracji wyjątkową strukturą piór ozdobnika wspaniałego opracowali idealnie ultraczarną tkaninę o niespotykanej dotąd głębi i wyjątkowych właściwościach pochłaniania światła. To może zmienić nie tylko modę, ale także technologie solarne czy optykę. A wszystko to przez rajskiego ptaka!
WIDEO…
Wyjątkowa struktura piór ozdobnika wspaniałego
Niektóre rajskie ptaki – a w szczególności ozdobnik wspaniały (Ptiloris magnificus) – stały się przedmiotem intensywnych badań ze względu na swoją intensywną, ekstremalnie rzadką w naturze, absolutnie czarną barwę piór. Wynika ona nie tylko z obecności pigmentu – melaniny – ale przede wszystkim z zaawansowanej, wielopoziomowej struktury mikroskopijnych rozgałęzień na piórach.
Ich hierarchiczna budowa pozwala na wielokrotnie odbicia światła wewnątrz pióra i niemal całkowite pochłanianie fotonów. Efekt ten wykorzystują także niektóre gatunki motyli czy ryb głębinowych. Dzięki temu udaje im się uzyskać tzw. „ultraczerń”, która zdaje się pochłaniać wzrok.
Jak stworzyć ultraczarną tkaninę?
Bez obaw – przy stworzeniu absolutnie czarnego materiału nie ucierpiało żadne zwierzę. Budowa ich piór jedynie zainspirowała naukowców do opracowania procesu uzyskiwania tkaniny. Jak to działa?
Na początku białą dzianinę z wełny merynosów barwiono polidopaminą – syntetycznym odpowiednikiem melaniny – która, wnikając głęboko w strukturę włókien, gwarantowała trwałość efektu. Tkanina została następnie poddana obróbce plazmowej w komorze próżniowej, gdzie na powierzchni włókien powstały nanofibryle – mikroskopijne, kolczaste struktury, które znacznie zwiększają powierzchnię zdolną do pochłaniania światła.
Zastosowanie najciemniejszej tkaniny świata w modzie i technologii
Efekt ultraczerni, uzyskany w wyniku inspiracji rajskim ptakiem, to nowe możliwości nie tylko dla świata mody, ale także branży technologicznej. Jego zastosowanie na wybiegach jest jasne: ultraczarne ubrania, dzięki głębi swojego koloru, przyciągają wzrok. Co więcej, według naukowców ich technologia pozwala zachować wyjątkową barwę nawet po zużyciu materiału, a ultraczarny nie traci na wyjątkowości nawet obserwowany pod kątem (w odwrotności do ozdobnika wspaniałego: ptak ten widziany pod kątem zdaje się być błyszczący).
W branżach technologicznych takie materiały mogą znaleźć zastosowanie m.in. w panelach słonecznych (gdzie maksymalne pochłanianie światła przekłada się na większą efektywność), kamerach, teleskopach czy systemach maskujących (takich jak termoregulujące kamuflaże) dla wojska i przemysłu.
Ograniczenia ultraczarnych materiałów
Osiągnięcie naukowców z Uniwersytetu Cornella otwiera co prawda wiele nowych możliwości – wiedzą to sami badacze, którzy już opatentowali swój wynalazek – ale istnieją także pewne ograniczenia. Proces produkcji wymaga specjalistycznej aparatury do obróbki plazmowej, co na razie ogranicza masową dostępność materiału.
Jednak wraz z rozwojem technologii można spodziewać się stopniowego obniżania kosztów i popularyzacji innowacyjnych ultraczarnych tkanin. Podobno czarny jest zawsze w modzie, więc kto wie?
Źródła: Nature Communications, Cornell University
Nasz autor
Jonasz Przybył
Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
