Журнал «Юный техник»: Юный техник, 2015 № 01

Использование Vantablack позволяет преодолеть некоторые ограничения, с которыми сталкиваются инженеры, разрабатывающие сверхвысокоточные устройства. Большинство покрытий из других черных материалов производится в условиях достаточно высокой температуры, что весьма сужает область их применения, исключает нанесение таких покрытий на сверхчувствительные электронные компоненты и на узлы, изготовленные из материалов с низкой точкой плавления.

Так выглядит Vantablack.

Под микроскопом просматривается наноструктура материала.

Уникальный материал также имеет малую плотность, он обладает устойчивостью к воздействию высокой и низкой температуры, а коэффициент поглощения света составляет рекордные 99,965 %. Благодаря этому он является идеальным материалом для использования в оптических системах современных телескопов, в экранах, системах тепловой защиты, в качестве покрытия миниатюрных узлов и элементов различных микроэлектромеханических устройств.

Помимо технологии производства материала Vantablack, специалисты компании Surrey NanoSystems разработали высокоточную технологию нанесения покрытия из этого материала, которая может работать как с плоскими поверхностями, так и с поверхностями сложной формы, обеспечивая точность нанесения покрытий на уровне долей микрона.

Изначально этот материал разрабатывался для изготовления эталонов типа «черное тело», на которых производится калибровка всевозможного оборудования космического и военного назначения. Однако по ходу дела выяснилось, что, кроме всего вышеперечисленного, технология производства материала Vantablack позволяет на стадии производства управлять высотой и частотой «леса». Это, в свою очередь, позволяет получить максимально возможный коэффициент поглощения материала в каком-либо определенном диапазоне длин волн света, начиная от инфракрасного и заканчивая ультрафиолетом.

Создание такого материала сейчас особенно актуально, уверены ученые. Благодаря ему, астрономические камеры, телескопы и инфракрасные системы сканирования смогут работать с большей эффективностью.

В настоящее время компания Surrey NanoSystems, базирующаяся в Ньюхевэне, расширяет свои производственные мощности, что позволит увеличить ассортимент выпускаемых видов материала Vantablack, который должен удовлетворить все запросы многочисленных заказчиков.

Еще Жюль Верн мечтал о временах, когда топливо можно будет добывать из воды, разлагая ее на составляющие газы — водород и кислород. Этот процесс, называемый электролизом, тоже известен достаточно давно. Однако его широкому внедрению долгое время мешало одно обстоятельство — разложение воды требует изрядного количества электроэнергии. Но вот, похоже, данная трудность преодолена. «Ныне разработана новая технология расщепления воды, использующая электрический потенциал батарейки типа ААА», — сообщает команда исследователей из США, Канады и Тайваня. Результаты своей работы авторы опубликовали в журнале Nature Communications.

«В результате электролиза ток от железоникелевой батареи, протекающий между анодом и катодом, расщепляет воду на водород и кислород, — пишут ученые. — Реакция происходит в комнатных условиях, при небольшом напряжении и совершенно безопасна».

Далее исследователи из группы профессора Хонгджи Дэя приводят такие подробности. Основой данной технологии стал новый катализатор, который не содержит ни дорогой платины, ни редкого иридия, а состоит из соединений никеля и железа — элементов, которые находятся в изобилии на Земле.

«В течение нескольких десятилетий ученые занимались поисками дешевого эффективного катализатора, при помощи которого процесс электролиза может идти при комнатной температуре и низком электрическом напряжении, — рассказал профессор Дэй. — В конце концов, нам удалось наткнуться на сложное соединение никеля и железа, которое работает столь же эффективно, как и платина. Это стало для нас полной неожиданностью».

Основное открытие было сделано Мингом Гонгом, аспирантом профессора Дэя. «Минг обнаружил соединение, которое в роли катализатора выступает эффективней чистого никеля, железа или оксидов этих металлов, — продолжал профессор Дэй. — Это соединение очень эффективно разлагает воду на кислород и водород, хотя мы еще не полностью понимаем, как именно это происходит».

Пока опытные образцы способны непрерывно работать лишь в течение нескольких дней. А для масштабного применения таких катализаторов требуется ресурс непрерывной работы, исчисляющийся месяцами и годами.