نجح باحثون أمريكيون في صناعة أعتَم قماش في العالم، يعكس أقل من 0.5% من الضوء الساقط عليه، ليقترب من السواد المطلق. هذا التطور يعتمد على تقنيات مستوحاة من الطبيعة، وتحديداً من ريش طائر الفردوس المعروف بلونه الأسود الفائق.
الدراسة نُشرت في مجلة Nature Communications، ونقلها موقع Наука Mail، وقد فتحت الباب أمام استخدامات جديدة في مجالات الطاقة والتمويه والتقنيات المتقدمة.
الإلهام من الطبيعة: طائر الفردوس
استلهم العلماء فكرتهم من الطائر المعروف باسم "الطائر الفردوسي ذو الدرع" الذي يعيش في غينيا الجديدة وأستراليا.
يتميّز ذكر هذا الطائر بريش أسود شديد العمق، مع انعكاسات خضراء وزرقاء في مناطق محددة من جسمه.
ما سر هذا السواد؟
وجد الباحثون أن ريش هذا الطائر يعتمد على:
صبغة الميلانين الطبيعية
بُنى ميكروسكوبية دقيقة من الشعيرات (البُرعمات)
هذه التركيبة تمتص تقريباً كل الضوء الساقط عليها، مما يجعل الريش يبدو أسود تماماً عند النظر إليه مباشرة.
كيف صنع العلماء القماش فائق السواد؟
بدأ الباحثون بقماش أبيض مصنوع من صوف الميرينو، ثم طبقوا تقنية متقدمة تعتمد على:
1. طلاء القماش بمادة البوليدوبامين
وهي مادة صناعية تحاكي الميلانين الطبيعي.
2. معالجة القماش داخل حجرة بلازما
للسماح للمادة بالتغلغل داخل الألياف بالكامل.
3. تكوين نانوهياكل (Nanofibrils)
أثناء المعالجة، ظهرت على الألياف نتوءات نانوية دقيقة تشبه الأشواك، تؤدي إلى:
احتجاز الضوء داخل القماش
منع انعكاسه إلى الخارج
والنتيجة: قماش يفوق سواد جميع الأقمشة المعروفة حتى الآن.
نتيجة الاختبارات: 0.13% فقط من الضوء ينعكس للخارج
بعد إجراء الاختبارات المخبرية، اكتشف الباحثون:
القماش الجديد يعكس 0.13% فقط من الضوء
ويحتفظ بلونه الأسود الشديد عند النظر إليه من زاوية 60 درجة في أي اتجاه
إنه سواد يكاد يكون "مطلقاً"، لا يتغير بزاوية الرؤية.
استخدامات مستقبلية واعدة
يتوقع العلماء إمكانية استخدام هذا النوع من الأقمشة في مجالات عدة، منها:
الألواح الشمسية لزيادة امتصاص الطاقة
التمويه الحراري في التطبيقات الدفاعية
أقمشة عالية الأداء تمتص الحرارة أو تقلّل الانعكاس
كما يعمل الباحثون للحصول على براءة اختراع لتطبيق التقنية على أنواع مختلفة من الأقمشة.
فستان من أعتَم قماش في العالم
كخطوة تجريبية، قام العلماء بخياطة فستان من هذا القماش الأسود الفائق، وأضافوا إليه لمسات زرقاء لامعة.
ورغم الإضافات، بقي الفستان:
أسود تماماً
لا يعكس الضوء
يظهر باللون نفسه من جميع الزوايا
إنه أول لباس يُخاط من أغمق نسيج صنعه الإنسان حتى الآن.
