Vantablack

Vantablack adalah kelas pelapis super-hitam dengan reflektansi hemisferis total (THR) di bawah 1%  dalam spektrum tampak. Namanya merupakan gabungan dari akronim VANTA ( vertically aligned nanotube arrays )  dan black .

Lapisan Vantablack asli dikembangkan melalui proses deposisi uap kimia (CVD) dan diklaim sebagai "material tergelap di dunia", menyerap hingga 99,965% cahaya tampak yang diukur tegak lurus terhadap material tersebut.  Lapisan ini unik karena super-hitam dan mempertahankan penyerapan cahaya yang seragam dari hampir semua sudut pandang. Vantablack CVD asli tidak lagi diproduksi untuk aplikasi komersial karena telah digantikan oleh lapisan semprot Vantablack yang menawarkan kinerja optik serupa di bagian-bagian penting spektrum elektromagnetik.

Sejarah

Ben Jensen, pendiri dan CTO Surrey NanoSystems, menemukan pelapis tersebut, yang diperkenalkan ke publik pada bulan Juli 2014,  dan akhirnya dikomersialkan oleh tim ilmiah dari Surrey NanoSystems.

Pengembangan awal terjadi di Laboratorium Fisika Nasional di Inggris;  istilah "Vanta" diciptakan kemudian dalam pengembangannya.  Sebagai bahan kimia penyerap cahaya, nama "VANTABLACK" adalah merek dagang Surrey NanoSystems Limited,  dan dirujuk dalam tiga paten yang terdaftar di Kantor Paten dan Merek Dagang Amerika Serikat .

Surrey NanoSystems melapisi komponen pelanggan di situsnya di Inggris; perusahaan ini juga menyediakan cat untuk aplikasi komersial.  Beberapa perusahaan lain juga mendistribusikan susunan nanotube yang sejajar secara vertikal, termasuk NanoLab,  Santa Barbara Infrared,  dan lainnya.

Produksi komersial

Pesanan pertama dikirimkan pada bulan Juli 2014.  Pada tahun 2015, produksi ditingkatkan untuk memenuhi permintaan di sektor kedirgantaraan dan pertahanan .

Kontroversi

Kontroversi muncul ketika Surrey Nanosystems memberikan hak eksklusif kepada Anish Kapoor untuk menggunakan Vantablack dalam aplikasi artistik.  Banyak seniman menyuarakan penentangan terhadap monopoli atas zat tersebut.

Sebagai tanggapan, Nanolab, produsen nanotube karbon yang berbasis di Waltham, Massachusetts , bermitra dengan seniman Boston Jason Chase untuk merilis cat hitam berbasis nanotube yang disebut Singularity Black.  Selama pertunjukan pertama warna tersebut, Chase, mengacu pada Vantablack, menyatakan bahwa "kemungkinannya telah terhambat karena tidak tersedia untuk bereksperimen", dan peluncuran Singularity Black penting untuk menciptakan akses.

Karakteristik Visual

Karena Vantablack terbuat dari karbon nanotube yang menyerap cahaya tampak dalam tingkat yang sangat tinggi, ia secara luas dianggap sebagai salah satu pigmen tergelap yang pernah ada. Ketika diaplikasikan pada objek tiga dimensi, Vantablack menghasilkan tampilan permukaan dua dimensi atau ruang hampa.

Properti

CVD Vantablack terdiri dari hutan nanotube karbon vertikal yang "ditumbuhkan" di atas substrat menggunakan proses deposisi uap kimia yang dimodifikasi . Ketika cahaya mengenai Vantablack, alih-alih memantul, cahaya tersebut terperangkap dan terus-menerus dibelokkan di antara tabung-tabung, diserap, dan akhirnya dihamburkan sebagai panas.

CVD Vantablack merupakan penyempurnaan dari zat serupa yang dikembangkan pada saat itu. Vantablack menyerap hingga 99,965% cahaya tampak dan dapat diproduksi pada suhu 400 °C (752 °F). NASA sebelumnya telah mengembangkan zat serupa yang ditumbuhkan pada suhu 750 °C (1.380 °F), yang membutuhkan material yang lebih tahan panas daripada Vantablack.  Material yang lebih gelap juga dimungkinkan: pada tahun 2019, para insinyur di Massachusetts Institute of Technology mengembangkan material CVD yang memantulkan sepersepuluh dari jumlah cahaya yang dipantulkan Vantablack.

Tingkat pelepasan gas dan partikel jatuhan Vantablack rendah dibandingkan dengan zat serupa, sehingga lebih layak secara komersial. Vantablack tahan terhadap getaran mekanis dan menunjukkan stabilitas termal.

Aplikasi

Sebagai salah satu material tergelap, Vantablack memiliki banyak aplikasi potensial , seperti mencegah cahaya liar memasuki teleskop, dan meningkatkan kinerja kamera inframerah baik di Bumi maupun di luar angkasa.  Permukaan yang dilapisi Vantablack sangat cocok untuk memancarkan dan menyerap radiasi benda hitam . Pelapis ini memiliki daya tahan yang sesuai, yang memungkinkannya bekerja dengan baik dalam berbagai rentang suhu dan lingkungan seperti aplikasi vakum dan udara. Akibatnya, penggunaan pelapis Vantablack dalam konfigurasi optik dapat meningkatkan kinerja keseluruhannya.  Selain menumbuhkan nanotube karbon yang sejajar secara langsung , Vantablack dibuat menjadi dua cat semprot dengan nanotube berorientasi acak, Vantablack S-VIS dan Vantablack S-IR dengan penyerapan inframerah yang lebih baik daripada yang pertama. Cat ini memerlukan lisensi khusus, suhu 100–280 °C, dan pasca-pemrosesan vakum.  Vantablack VBx adalah cat semprot non-nanotube yang lebih mudah diaplikasikan.

Universitas Surrey sedang mengembangkan Vantablack sebagai pelapis untuk satelit di orbit Bumi, untuk mengurangi gangguan terhadap astronomi optik berbasis darat.  Material ini sedang dipertimbangkan untuk digunakan pada kamera dan sensor, proyektor sinema, dan lensa. Sifat penyerap cahayanya berpotensi meningkatkan efisiensi panel dan sel surya.