Vantablack: il materiale più nero del mondo

Che colore (non) è il nero?

La luce (quella bianca) è composta da tutti i colori dello spettro visibile. E questo lo sapevano pure i Pink Floyd. Se l’erba è verde è perché i pigmenti di cui è composta riflettono in gran parte la componente verde della luce che la colpisce. Stessa storia per ogni altro colore (tranne per il cobalto, sapete che non è blu?).

E per il nero? Il colore nero invece è privo di tonalità cromatiche proprio perché è in grado di assorbire tutta la luce che gli arriva addosso. In natura però il nero assoluto non esiste (a parte per i buchi neri, ma quella è un’altra storia) [1].

Al di là dei colori, ogni materiale ha anche un certo grado di riflettanza, ovvero la capacità intrinseca di una superficie nel riflettere la luce incidente. Questa dipende in poche parole dalla forma della superficie che viene illuminata e dall’angolo di incidenza della luce su di essa. Se riusciamo a percepire la tridimensionalità di un oggetto è anche grazie alla riflettanza di questo. Per intenderci ad esempio, indipendentemente dal colore, le superfici lucide hanno un’alta riflettanza, quelle opache una bassa riflettanza. Anche qui però: non esistono in natura materiali con una riflettanza pari a zero [2].

Ma tranquilli, perché a sopperire queste mancanze ci ha pensato l’uomo.

Il materiale nero più nero che c’è

Il Vantablack è la sostanza artificiale che si avvicina di più al nero assoluto. È stata brevettata e sviluppata dall’azienda britannica Surrey NanoSystems. Il nome “Vantablack” deriva dall’acronimo di “Vertically Aligned NanoTube Arrays” che è l’esatta descrizione della composizione del materiale.

Il Vantablack infatti non è una semplice vernice nera che si può comperare dal ferramenta dietro casa e che possiamo applicare con una banale pennellata. Si tratta di un materiale che richiede processi molto particolari per l’applicazione. Per coprire un oggetto con uno strato di Vantablack infatti bisogna inserirlo in degli speciali forni di reazione, che raggiungono temperature di centinaia di gradi e che contengono particolari fumi di carbonio elementare. Durante questo processo sull’oggetto “crescono” delle vere e proprie micro foreste di nanotubi di carbonio, che si dispongono quindi perpendicolarmente (da qui Vertically) alla superficie dell’oggetto [3].

Una trappola per la luce

Come potete ammirare nell’animazione, i nanotubi di carbonio fungono da trappole per la luce che colpisce il materiale. Ogni fotone che costituisce il fascio di luce rimane intrappolato nel fittissimo “canneto” di nanotubi, finendo per sbattere tra le pareti di questi fino a dissiparsi sotto forma di calore.

In questo modo il Vantablack è in grado di assorbire fino al 99,96% della luce incidente! La mancata riflettanza del materiale è tale da neutralizzare la tridimensionalità di tutto ciò che questo riveste. L’oggetto ricoperto dal Vantablack scompare del tutto alla vista, lasciando solo una sagoma di se stesso ritagliata attorno al nulla più assoluto e tenebroso. Ogni sensazione di tridimensionalità dell’oggetto viene persa, in quanto il materiale è in grado di azzerare completamente ogni minimo riflesso che la luce provocherebbe su di esso [3].

Sembra quasi che l’immagine sia stata ritagliata, ma vi assicuro che non si tratta di un fotomontaggio. Ma voglio farvi soffrire di più. Per farvi rendere conto meglio dell’effetto, vi allego questo video che potrebbe provocarvi crisi di nervi tanta la mancanza di coerenza tra il movimento e la falsa percezione bidimensionale dell’oggetto.
Insomma il Vantablack rende tutto piatto, oscuro, illusorio, vuoto e senza forma. Proprio come la vita. Ecco.

E se vi state chiedendo cosa succederebbe se gli si puntasse una luce addosso bhe, eccovi accontentati:

Il nero sta bene con tutto: i principali utilizzi

A parte provocare attacchi d’ansia misti a sensazione di vuoto, questo materiale ha diverse applicazioni in ambito militare, spaziale e soprattutto in campo ottico. Può essere utilizzato ad esempio per calibrare dispositivi ottici come telecamere, microscopi, telescopi orbitali e sistemi di scanning all’infrarosso, in generale per rendere più sensibili le strumentazioni ottiche sia sulla terra che nello spazio [3,4]. Ultimamente ha preso impiego anche nell’architettura e nel design, diventando ad esempio protagonista dell’ingresso nel parco olimpico dei giochi invernali tenutisi in Corea del Sud, dove è stato costruito l’edificio più nero del mondo. La BMW ha pensato bene di rivestirci la carrozzeria della nuova X6, dando vita al primo buco nero su quattro ruote.

(Mi chiedevo invece di che materiale bisogna avere la pelle per toccare il volante di un auto del genere dopo averla parcheggiata sotto al sole in Agosto ad esempio. Poi però ho scoperto che l’auto ha un prezzo di partenza stimato di 80’000€ e quindi torno a fregarmene allegramente. Che poi… spendi 80’000€ per un’auto che pare piatta? Bho, ok.)

Il lato oscuro del diamante

Tornando a noi, la cosa bizzarra di tutto questo è che gli atomi di cui è costituito il Vantablack sono atomi di carbonio. Il carbonio! Lo stesso elemento che in natura è in grado di dar vita ad uno dei minerali più splendenti che esistono: il diamante! La differenza nei due casi sta nel fatto che gli atomi di carbonio sono disposti tra loro in modo differente. Mentre nel Vantablack questi formano tubi in grado di intrappolare per sempre i fotoni, nel diamante gli stessi atomi si dispongono formando strutture cristalline in grado di respingersi a vicenda i fotoni e rilasciarli molto facilmente all’esterno. In pratica la luce nel diamante è solo di passaggio grazie all’elevato indice di dispersione ottica del minerale. L’esatto contrario di ciò che succede nel Vantablack [5].

L’artista Diemut Strebe ha ricoperto con il Vantablack un diamante da due milioni di dollari rinominando l’opera “The Redemption of Vanity”. Era impazzita? Forse sì. In ogni caso con questo attacco d’arte fuori di testa, quella mattacchiona di Diemut ha voluto trasmettere un messaggio molto profondo: rendere futile la vanità che l’uomo attribuisce ad alcuni oggetti (come appunto il diamante) svalorizzandoli e ricordandoci che sono solo un gruppetto di atomi, che a seconda di come sono posizionati possono essere la cosa più splendente del mondo, ma anche la più tenebrosa.

 

[Mirko]

 

Approfondimenti:

https://www.surreynanosystems.com/