Vantablack – Het zwart dat objecten laat „verdwijnen“
In het Science Museum in Londen staat achter een glazen wand een buste van een man. Het is het gezicht van BBC-presentator Marty Jopson. Het beeld is sterk gestructureerd en het licht speelt vakkundig met zijn rimpels en kuiltjes. Afgezien van de naar boven gekrulde puntjes van Jopsons snor is er aan deze buste niets bijzonders te zien. Ernaast staat echter een identieke buste die je versteld doet staan. Het lijkt alsof iemand een gat in de vorm van Jopsons hoofd in de lucht heeft gesneden. Bezoekers zien alleen een gapende, lege duisternis. De textuur van het gezicht verdwijnt tot een fluweelzachte massa. Alleen vanaf de zijkant is te zien dat de buste überhaupt een dimensie heeft. Wat hier te zien is, is het fenomeen: Vantablack.
Wat is Vantablack?
De naam Vantablack staat voor „Vertically Aligned Carbon Nanotube Arrays“. Terwijl de meeste zwarte inkten en coatings voldoende licht reflecteren zodat het oog textuur en diepte kan onderscheiden, is Vantablack zo zwart dat het object voor de kijker praktisch in 2D wordt weergegeven. Vantablack is daarmee de donkerste coating die we op dit moment kennen. Deze coating bestaat uit miljoenen minuscule nanobuisjes, die elk 10.000 keer dunner zijn dan een menselijke haar. Juist deze nanobuisjes zorgen ervoor dat de coating 99,965% van het invallende licht kan absorberen.
Hoe kun je je zo’n coating voorstellen?
Steve Northam, directeur bedrijfsontwikkeling, beschrijft Vantablack als een bos met bomen van drie kilometer hoog, die veel ruimte tussen elkaar hebben. Het licht dringt binnen, kaatst af op de bomen en wordt geabsorbeerd. Een coating die in het donker vrijwel onzichtbaar is, zelfs als er een zaklamp rechtstreeks op wordt gericht.
Het verschil tussen Vantablack en kleuren
Kleur, zoals wij mensen die kennen, is het resultaat van de manier waarop licht door een object wordt gereflecteerd. Verschillende lichtfrequenties zorgen voor verschillende kleuren. Vantablack is geen kleur, maar een materiaal. Volgens Surrey NanoSystems bevat een oppervlak van één vierkante centimeter ongeveer 1.000 miljoen nanobuisjes. Wanneer licht op de buisjes valt, wordt het geabsorbeerd en kan het niet ontsnappen. Simpel gezegd betekent dit dat Vantablack in feite de afwezigheid van kleur is. Om deze reden kun je niet zomaar een emmer ervan kopen, een kwast erin dopen en Vantablack op je muren aanbrengen. Het moet in het laboratorium van Surrey NanoSystems worden vervaardigd met behulp van een ingewikkeld (en gepatenteerd) proces waarbij meerdere machines, verschillende lagen van diverse stoffen en extreme hitte worden gebruikt. Van begin tot eind kan het aanbrengen van Vantablack op een voorwerp tot twee dagen duren. Een gram Vantablack is dus veel duurder dan dezelfde hoeveelheid diamanten of goud.
Vantablack in het dagelijks leven
Helaas is het niet mogelijk om Vantablack in het dagelijks leven te gebruiken, omdat de nanobuisjes zo klein en dun zijn dat ze onder het gewicht van een menselijke aanraking bezwijken. Je kunt je het oppervlak voorstellen als een tarweveld waarin elke tarwehalm ongeveer 100 meter hoog is. De tarwestengels zijn in verhouding tot hun diameter erg lang en blijven zelfs bij harde wind rechtop staan, maar als er een vliegtuig op zou landen, ontstaat er een onherstelbare deuk. Vantablack is dus gevoelig voor beschadigingen, waardoor het nog niet kan worden aangebracht op onbeschermde oppervlakken zoals auto’s of luxe kleding – een kleine aanraking is al genoeg en het materiaal zou zijn magie verliezen.
De toepassingsgebieden van Vantablack
De mogelijkheden voor praktische toepassingen zijn behoorlijk spannend. Vantablack wordt met name gebruikt voor kalibratiesystemen van ruimtetelescopen. Bovendien is het materiaal weliswaar aanraakgevoelig, maar uiterst robuust tegen andere krachten zoals schokken en trillingen. Dit komt doordat elke koolstofnanobuis uniek is en bijna geen massa heeft. De coatings bestaan bovendien grotendeels uit lucht. Dit maakt Vantablack ideaal voor beschermde objecten die mogelijk een hobbelige rit moeten doorstaan, zoals bijvoorbeeld een ruimtelancering.
Terwijl de lucht- en ruimtevaart deze coating al gebruikt, is er een grote vraag van diverse geïnteresseerden. Van casino-eigenaren tot beroemdheden: iedereen wil deze unieke coating op zijn speeldobbelstenen of zelfs op zijn luxueuze sportwagen.
We zijn natuurlijk al heel benieuwd waar en hoe we deze unieke technologie straks zullen tegenkomen. Ook al zullen we Vantablack in de nabije toekomst nog niet in het dagelijks leven tegenkomen, de nieuwe toepassingen zijn zeker innovatief en veelbelovend.
