Slovenčina
Obrovský potenciál využitia dreva a materiálov na báze dreva rozšírili vedci z kanadskej University of British Columbia (UBC) objavením nového superčierneho materiálu absorbujúceho takmer všetko svetlo, ktorý nazvali Nxylon.
Superčierne materiály dokážu pohltiť viac ako 99 % svetla, ktoré naň dopadá – podstatne viac ako bežná čierna farba, ktorá pohltí asi 97,5 % svetla. Superčierne materiály sú vyhľadávané najmä v astronómii, kde minimalizujú nežiaduce odrazy svetla a zlepšujú čistotu obrazu v teleskopoch a presných optických zariadeniach. Zvyšujú účinnosť fotovoltických a solárnych článkov, majú uplatnenie v letectve, vojenskej výrobe a automobilovom priemysle na antireflexné povrchy. Cenené sú pri tvorbe umeleckých diel a luxusných spotrebných predmetov (šperky, hodinky), keď vytvárajú unikátne vizuálne efekty vďaka extrémnemu kontrastu medzi čiernou a priľahlými farebnými plochami.
Pomohla náhoda
Ako to už pri mnohých objavoch býva, Nxylon bol objavený náhodne, keď vedecký tím z Fakulty lesníctva UBC vedený profesorom Dr. Philipom Evansom sa pokúšal zvýšiť vodoodpudivosť lipového dreva pôsobením vysokoenergetickej plazmy. Povrch vzoriek lipového dreva modifikovaný plazmou zmenil štruktúru a získal zamatový extrémne čierny vzhľad. Spektrofotometrické merania oddelenia fyziky a astronómie Texaskej univerzity A&M potvrdili, že nový materiál odráža menej ako jedno percento (priemerne 0,68 %) viditeľného svetla a absorbuje takmer všetko svetlo, ktoré naň dopadá.
Vedecký tím z Fakulty lesníctva University of British Columbia, ktorý stojí za objavom Nxylonu (zľava): Dengcheng Feng, Kenny Cheng, Dr. Philip Evans a Sara Xu
Vedecký tím pomenoval a označil svoj objav Nxylon podľa gréckej bohyne noci Nyx a gréckeho slova pre drevo xylon.
Najprekvapujúcejšie je, že Nxylon zostáva čierny, aj keď je potiahnutý zliatinou zlato/vanád, vďaka ktorej je dostatočne elektricky vodivý. Je to preto, že štruktúra Nxylonu prirodzene zabraňuje odrazu svetla a nie je teda závislá od čiernych pigmentov ako iné podobné materiály.
Na výrobu Nxylonu sa na rozdiel od niektorých iných superčiernych materiálov – Vantablack, uhlíkové nanorúrky (Carbon NanoTubes CNT) – nepoužívajú žiadne chemikálie ani syntetické polyméry, ale prírodná obnoviteľná surovina. Technologický proces plazmovej modifikácie dreva nevyžaduje predstupeň litografie, nevytvára žiadny kvapalný odpad. Na druhej strane je potrebné špecializované vybavenie, drevo bez vlhkosti a vákuum. Okrem všetkých druhov líp (Tilia) môžu byť použité aj iné listnaté dreviny s nízkou až strednou objemovou hmotnosťou – topole (Populus), vŕby (Salix) prípadne pagaštan osemtyčinkový (Aesculus flava Sol.).
Vzhľad plazmou modifikovaných vzoriek lipového dreva. Horná časť každej vzorky bola prekrytá (maskovaná) a spodná časť bola vystavená plazme. Horný rad šiestich vzoriek ukazuje povrchy priečnych rezov vystavených zvyšujúcim sa hladinám energie plazmy (zľava doprava): a) 0 W; b) 200 W; c) 250 W; d) 300 W; e) 400 W; f) 500 W. Všimnite si veľmi čierny zamatový vzhľad vzoriek vystavených vysokoenergetickej plazme (400 a 500 W). Spodný rad šiestich vzoriek ukazuje povrchy pozdĺžnych tangenciálnych rezov vystavených zvyšujúcim sa hladinám energie plazmy (zľava doprava): g) 0 W; h) 200 W; i) 250 W; j) 300 W; k) 400 W; l) 500 W. Mierka = 10 mm
„Zloženie Nxylonu spája výhody prírodných materiálov s jedinečnými štrukturálnymi vlastnosťami, vďaka čomu je ľahký, pevný a jednoducho opracovateľný do zložitejších tvarov,“ povedal Dr. Evans.
Vzhľadom na skutočnosť, že mikroštruktúry dodávajúce Nxylonu štrukturálnu superčiernu farbu sa nachádzajú iba na povrchu dreva do hĺbky 0,7 mm, je vhodný len na aplikácie, kde je chránený pred oderom.
Tím UBC preukázal, že Nxylon môže nahradiť vzácne tropické dreviny ako sú eben a palisander na ciferníkoch hodiniek a môže byť použitý v šperkoch ako náhrada drahého čierneho ónyxu.
Výskumníci vyvinuli prototypy hodiniek a šperkov s použitím Nxylonu
Dr. Evans a jeho kolegovia plánujú spustiť startup Nxylon Corporation of Canada s cieľom rozšíriť praktické uplatnenie Nxylonu v spolupráci s klenotníkmi, umelcami a dizajnérmi technických produktov. Plánujú tiež vyvinúť komerčný plazmový reaktor na výrobu väčších vzoriek superčierneho dreva vhodných na antireflexné interiérové stropné a stenové obklady.
Foto: UBC Forestry/Ally Penders
