Il Vantablack è un innovativo rivestimento ultra-nero caratterizzato da nanotubi di carbonio, sviluppato inizialmente presso il National Physical Laboratory nel Regno Unito e successivamente brevettato dall’azienda britannica Surrey NanoSystems.
Questo materiale si distingue per la sua straordinaria capacità di assorbimento della luce, risultando dieci volte più nero rispetto a qualsiasi altro materiale conosciuto, con la capacità di catturare almeno il 99,995% della luce di qualsiasi lunghezza d’onda. La sua elevata capacità di assorbimento della luce contribuisce anche a un rapido incremento della temperatura, raggiungendo 94,8 °C in soli 10 secondi.
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Il Vantablack, il cui nome deriva dall’acronimo Vertically Aligned Nano Tube Array, rappresenta un importante passo avanti nella ricerca di materiali ultra-neri, i quali sono fondamentali in numerosi settori, inclusi quelli aerospaziale, della raccolta energetica e della desalinizzazione dell’acqua di mare.
Vantablack e raccolta di energia
Con l’energia solare che si afferma come una fonte pulita e accessibile, la ricerca si concentra sulla conversione di questa energia in calore, elettricità ed energia chimica. Per ottenere un elevato assorbimento della luce, necessario nelle applicazioni di conversione solare, si preferiscono materiali neri la cui capacità di assorbimento dipende in gran parte dalla loro struttura.
Materiali a base di carbonio, come il Vantablack, mostrano un eccellente rapporto di assorbimento della luce e presentano morfologie singolari. Altri materiali, come fogli di grafite e nanotubi di carbonio, sono anch’essi utilizzati. Il carbonio, spesso legato al colore nero, è il fulcro della ricerca per lo sviluppo di rivestimenti ultra-neri, avvalendosi di diverse forme di carbonio.
In particolare, la grafite, una delle forme allotropiche del carbonio, è capace di assorbire radiazioni elettromagnetiche su un’ampia gamma di lunghezze d’onda, rendendola un candidato promettente per la creazione di rivestimenti ultra-neri. Nel 2014, il processo di Vantablack S-VIS ha permesso di produrre un Vantablack a base di nanotubi di carbonio verticalmente allineati, raggiungendo una riflettanza dello 0,012% per la luce rossa.
Applicazioni del Vantablack
Il Vantablack è impiegato in vari settori, dai dispositivi ottici ad alte prestazioni ai collettori di energia solare, fino all’arte e al design. Nell’industria automobilistica, il Vantablack Vision rappresenta una vernice nera accessibile, priva di nanomateriali e caratterizzata da un bassissimo appannamento, che riduce gli effetti della luce parassita nei Sistemi Avanzati di Assistenza alla Guida.
Tali sistemi richiedono prestazioni elevate dai sensori ottici, che devono operare in condizioni di illuminazione difficili, evitando l’interferenza causata da luce parassita, particolarmente critica nelle funzionalità autonome. È essenziale che questi sistemi restino capaci di riconoscere situazioni di pericolo, indipendentemente dalle condizioni di guida.
I rivestimenti super neri Vantablack, qualificati per utilizzi spaziali, sono progettati per sopprimere la luce parassita nei sistemi ottici e per la calibrazione del corpo nero nei sistemi di telecamere a infrarossi. L’ambiente spaziale presenta sfide significative per la progettazione di strumenti ottici e telecamere a causa dell’inquinamento luminoso elevato proveniente da sole, luna e pianeta. Nel 2015, il Vantablack S-VIS è stato lanciato per la prima volta in un’orbita terrestre bassa equatoriale a 550 km.
Questi rivestimenti hanno dimostrato di migliorare significativamente le prestazioni in condizioni di luce diffusa, contribuendo a semplificare la complessità dei sistemi tecnologici.
