สสารมืด

สสารมืด

ในขณะที่นักวิจัยบางคนสำรวจด้านสว่างและไฟของท่อนาโนคาร์บอน คนอื่น ๆ มุ่งเน้นไปที่ด้านมืดของวัสดุ เพาะเลี้ยงท่อหลายล้านท่อในป่า และกลายเป็นสีดำเหมือนคืนที่ไร้ดาว Shawn-Yu Lin นักฟิสิกส์จากสถาบัน Rensselaer Polytechnic Institute ในเมืองทรอย รัฐนิวยอร์ค ทำงานร่วมกับป่าดังกล่าว ได้สร้างวัสดุที่มืดมนที่สุดเท่าที่เคยมีมาLin, Pulickel Ajayan ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ Rice University ในฮูสตันและเพื่อนร่วมงานรายงานในNano Lettersในปี 2008 ว่ามากกว่า 99.95 เปอร์เซ็นต์ของแสงที่กระทบป่าท่อนาโนถูกดูดกลืน วัตถุที่มืดที่สุดนี้ถือเป็นสถิติโลกของกินเนสส์ บันทึกก่อนหน้านี้ดูดซับแสงที่เข้ามาเพียง 99.84 เปอร์เซ็นต์

นักวิจัยจำนวนมากทำงานกับป่าท่อนาโน 

แต่โดยทั่วไปแล้วพวกมันจะปลูกอย่างหนาแน่นและหนาไปด้วยต้นไม้ Lin และทีมของเขาใช้เส้นทางที่เบาบาง โดยปลูกป่าบางๆ แทนที่จะเป็นป่าของพี่น้องกริมม์ ทว่าแสงเกือบทั้งหมดที่เข้าสู่ป่าแห่งนี้ไม่เคยพบเห็นอีกเลย (“เบาบาง” นั้นสัมพันธ์กัน ผืนป่าดูดซับแสงที่มีขนาดเท่ากับเศษหนึ่งส่วนสี่ยังคงมีท่อนาโนหลายสิบล้านตัว)

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าท่อนาโนที่หนาทึบกลืนแสงทั้งหมดได้อย่างไร การบรรจุหลอดแบบเจือจางก็ดูมีความสำคัญ ต้นไม้ในป่าท่อนาโนคาร์บอนแห่งนี้สูง ผอมบาง และปลูกไว้เบาบางจนไม่มีพื้นผิวจริงให้แสงตกกระทบ “มันเกือบจะเหมือนกับว่าแสงตกลงบนโครงสร้างอย่างนุ่มนวล” Lin กล่าว

ต้นคาร์บอนนาโนทิวบ์มีความสูงต่างกันและพันกันที่ปลาย และในขณะที่ท่อเหล่านี้มีขนาดค่อนข้างใหญ่ถึง 10 นาโนเมตร Lin และเพื่อนร่วมงานของเขาทำให้มันสูงมาก มาก ประมาณ 500 ไมโครเมตร (ดินสอหมายเลข 2 ที่มีสัดส่วนใกล้เคียงกันจะสูงกว่าเทพีเสรีภาพสามเท่า) ความผอมบางที่สุด ความสูงไม่เท่ากัน และการห่อตัวที่กระจัดกระจายนี้ เปลี่ยนผืนป่าให้เป็นฟองน้ำที่ดูดซับแสง

“สำหรับแสง มันเกือบจะเหมือนไม่มีอะไรเลย มันเหมือนกับท้องฟ้าที่ว่างเปล่า” 

หลินกล่าว “ทำไมท้องฟ้าว่างเปล่าจึงมืดมิด? เพราะแทบไม่ได้อะไรเลย มันจืดจางจนไม่มีอะไรหวนกลับคืนมา วัสดุคือสิ่งที่สะท้อนออกมา”

เมื่อแสงตกกระทบวัสดุธรรมดา มันจะกระเด้งออกมาในลักษณะที่คาดเดาได้ซึ่งสัมพันธ์กับมุมที่มันเข้ามา แต่ป่าท่อนาโนไม่สนใจเรื่องมุม การสะท้อนแสงเพียงเล็กน้อยที่เกิดขึ้นนั้นไม่ขึ้นกับมุมโดยสิ้นเชิง Lin กล่าว ซึ่งทำให้การมองเห็นไม่สมเหตุสมผล

“ไม่มีทฤษฎีคลาสสิกใดที่จะอธิบายพื้นผิวรูปแบบใหม่นี้ได้” Lin กล่าว “ไม่มีทฤษฎี” เขาหัวเราะ “นั่นคือทฤษฎีของฉัน”

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติและมหาวิทยาลัย Stony Brook ในนิวยอร์กได้นำวัสดุมืดชนิดใหม่นี้ไปใช้แล้ว (เพื่อความดีไม่ใช่ความชั่ว) พวกเขาปลูกป่าท่อนาโนที่คล้ายกันเพื่อเคลือบอุปกรณ์ที่ตรวจจับพลังของเลเซอร์ที่ส่องเข้าไปได้อย่างแม่นยำ เครื่องตรวจจับความมืดนี้อาจช่วยปรับปรุงการวัดอุณหภูมิของโลกและดวงอาทิตย์ได้เช่นกัน ทีมงานรายงานในNano Lettersประจำเดือน กันยายน

คาร์บอนเฟล็กซ์

ไฟและแสงมีเสน่ห์อย่างแน่นอน แต่ไม่มียอดใหญ่ใดที่สมบูรณ์แบบหากไม่มีความแข็งแกร่ง นักวิทยาศาสตร์ที่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการยืดตัวของท่อนาโนคาร์บอน เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้สร้างกล้ามเนื้อเทียมขนาดยักษ์

Ray Baughman ผู้อำนวยการสถาบัน NanoTech แห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัสในดัลลาสกล่าวว่าวัสดุจำนวนมากเมื่อยืดออกทางเดียวจะหดตัวในอีกทางหนึ่ง ลองนึกถึงการดึงยางรัด — เมื่อมันยาวขึ้น ความกว้างของมันก็จะหดลง ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณการยืดและการหดตัวเรียกว่าอัตราส่วนของปัวซอง ตัวอย่างเช่น ยางมีอัตราส่วนปัวซองสูงมาก เกือบ 0.5 ยืดไปทางหนึ่งและหดตัวในอีกทางหนึ่งเล็กน้อย ในทางกลับกัน Cork จะไม่นูนออกมามากนักเมื่อถูกผลัก มีอัตราส่วนของปัวซองใกล้ศูนย์ ทำให้ง่ายต่อการใส่กลับเข้าไปในขวดไวน์

แนะนำ : รีวิวเครื่องใช้ไฟฟ้า | รีวิวอาหารญี่ปุ่น| รีวิวที่เที่ยว | ดาราเอวี