Vantablack: het donkerste materiaal dat er bestaat

Vantablack is de naam van het donkerste materiaal dat er bestaat. De makers noemen het 'zwarter dan zwart' en sinds kort is het ook in spuitbusvorm beschikbaar. Hoe komt het dat dit materiaal zo extreem donker is?

In theorie kun je ‘onzichtbaar’ worden als je jezelf inspuit met Vantablack en tegen een achtergrond gaat staan dat met hetzelfde materiaal is ingespoten. Je zult compleet wegvallen in de achtergrond.

Lichtabsorptie

Vantablack is in 2014 door wetenschappers ontwikkeld. Het is geen verf, pigment of stof maar een speciale coating die ontworpen is om een bijna totale anti-reflecterende achtergrond te creëren, zo stelt Surrey NanoSystems, het Britse bedrijf dat Vantablack produceert. Volgens het team was toen al  geen enkele spectrometer in staat om te meten hoeveel licht Vantablack absorbeert.
Sinds de introductie in 2014 hebben de ontwikkelaars gewerkt aan het nog donkerder maken van het materiaal. Dat heeft geresulteerd in een nieuwe variant met de naam Vantablack S-VIS.  Deze is in staat om 99,8 procent van het ultraviolette, zichtbare en infrarode licht te blokkeren. Dit zorgt ervoor dat een 3D-object eruit komt te zien als een platte zwarte leegte. Sinds kort is de S-VIS ook in spuitbus beschikbaar. 

Vantablack maakte vorig jaar al zijn debuut in de ruimte. Het werd toen toegepast op een optisch instrument aan boord van de Kent Ridge 1 satelliet. Het materiaal kan al het incidentele licht absorberen waardoor de prestatie van het controlesyteem van de satelliet verbetert. Het kan bijvoorbeeld ook toegepast worden op telescopen die exoplaneten detecteren. Vantablack absorbeert het sterrenlicht dat normaal gesproken de aanwezigheid van de planeten verbloemd. Andere toepassingen zijn infraroodcamera’s, sensoren, wetenschappelijk gereedschap en satellietgedragen kalibratiebronnen. De eigenschap om lichtenergie te absorberen en om te zetten in warmte maakt het ook relevant voor de ontwikkeling van zonne-energie. Op consumentenniveau kan het zelfs een uniek estethisch effect toevoegen aan bepaalde luxe-producten, zoals op onderstaande foto te zien is in de vorm van een deodorantbus. 

Nanobuisjes

Waar heeft Vantablack zijn donkere eigenschap dan toch aan te danken? Dat komt door de miljoenen koolstof nanobuisjes die zijn toegevoegd aan de coating. Elke nanobuis heeft een diameter van ongeveer 20 nanometer – zp’n 3500 keer smaller dan de breedte van een menselijke haar – en 14 tot 50 micrometers lang. In verhouding betekent dit dat op een oppervlakte van 1 bij 1 centimeter zich zo’n miljard nanobuisjes bevinden. Als licht dit ‘oerwoud’ van nanobuisjes raakt, komt het in de microscopische ruimtes te midden van de buisjes waardoor het geen kant meer op kan. In plaats daarvan springen de lichtdeeltjes (fotonen) rond het nanobuisgebied en ontdoen ze zich van hun energie in de vorm van warmte. Doordat 99 procent van het materiaal lege ruimte is, weegt een vierkante meter slechts 2,5 gram. 

Door: Kelly Bakker

Bron: Surrey NanoSystems