Σε αντίθεση με πολλά υπάρχοντα ultrablack υλικά που είναι άκαμπτα, εύθραυστα, δύσκολα να ενσωματωθούν σε ρούχο, το νέο ύφασμα είναι μαλακό, πλεκτό, μπορεί να πάρει σχήμα, να ραφτεί, να κινηθεί μαζί με το σώμα.
Υπάρχει το μαύρο που ξέρουμε όλοι – και υπάρχει το «υπερμαύρο», εκείνη η σχεδόν αφύσικη απόχρωση που δεν επιστρέφει σχεδόν καθόλου το φως. Μέχρι τώρα, τέτοια υλικά τα συναντούσαμε κυρίως σε τηλεσκόπια, κάμερες και επιστημονικά όργανα, σπάνια όμως σε κάτι που να μπορεί να φορεθεί.
Μια ομάδα στο Cornell University, όμως, αποφάσισε να αλλάξει το σκηνικό, κοιτάζοντας εκεί όπου η φύση έχει ήδη κάνει το πείραμά της: στα φτερά ενός πουλιού του παραδείσου. Το αποτέλεσμα είναι το πιο σκοτεινό ύφασμα που έχει δημιουργηθεί ποτέ – και ήδη έχει γίνει ένα εντυπωσιακό μαύρο φόρεμα, εμπνευσμένο από το magnificent riflebird.
Το magnificent riflebird, μέλος της οικογένειας των birds-of-paradise σε Νέα Γουινέα και Αυστραλία, είναι ένα αρσενικό πουλί σχεδόν ολοκληρωτικά μαύρο, με μόνο πινελιές ιριδίζοντος πράσινου και μπλε στον λαιμό, την κοιλιά και το κεφάλι. Αυτό που το κάνει ξεχωριστό δεν είναι μόνο το χρώμα, αλλά ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται: η μελανίνη στα φτερά του συνδυάζεται με μια λεπτή, πολύπλοκη αρχιτεκτονική από μικροσκοπικές ίνες, τα barbules.
Πώς προκύπτει το εφέ του ultrablack
Αυτές οι δομές «σπρώχνουν» το φως προς τα μέσα, παγιδεύοντάς το. Η επιφάνεια δεν απλώς βάφεται μαύρη, αλλά συμπεριφέρεται σαν παγίδα φωτός, απορροφώντας σχεδόν κάθε φωτόνιο που την χτυπά. Έτσι προκύπτει το εφέ του ultrablack: μια μαύρη επιφάνεια τόσο βαθιά, που σχεδόν εξαφανίζει τον όγκο. Το ενδιαφέρον, όμως, είναι ότι στα φτερά του riflebird αυτό το υπερμαύρο εφέ είναι ισχυρό μόνο όταν το κοιτάς κάθετα˙ από γωνία, η πτέρωση γυαλίζει και εμφανίζεται το ιριδίζον χρώμα.
Η ομάδα του Responsive Apparel Design Lab (RAD Lab) στο Cornell, σε συνεργασία με το Cornell Lab of Ornithology, προσπάθησε να μιμηθεί αυτό το φυσικό φαινόμενο σε ύφασμα. Πήραν ένα λευκό πλεκτό από μερινό μαλλί και το έβαψαν με πολυντοπαμίνη, μια συνθετική μορφή μελανίνης.
Όπως εξηγεί η υλικοεπιστήμονας Larissa Shepherd, η ιδέα ήταν να συνδυαστεί η ίδια χημική βάση που χρησιμοποιεί η φύση (μελανίνη) με μια τεχνητή «μικρο-αρχιτεκτονική», αντίστοιχη με τις barbules. Όμως ένα απλό επίστρωμα δεν αρκούσε: για να γίνει πραγματικά υπερμαύρο, το ύφασμα έπρεπε να μαυρίσει σε όλο του το βάθος, από την επιφάνεια μέχρι την καρδιά της ίνας.
Εκεί μπαίνει η τεχνολογία. Οι ερευνητές τοποθέτησαν το ύφασμα σε θάλαμο πλάσματος και χάραξαν την επιφάνειά του, δημιουργώντας νανοϊνες – nanofibrils – σαν μικροσκοπικά αγκάθια σε κλίμακα νανομέτρων. Αυτή η ανώμαλη, «ακανθώδης» υφή κάνει το φως να μπαινοβγαίνει συνεχώς ανάμεσα στις ίνες, να αναπηδά ξανά και ξανά αντί να δραπετεύει προς τα έξω.
Μπορεί να φορεθεί δηλαδή;
Όπως λέει ο διδακτορικός φοιτητής Hansadi Jayamaha, το φως «μπαλαντζάρει» ανάμεσα στα νανοαγκάθια, μέχρι να απορροφηθεί. Σε συνδυασμό με την πολυντοπαμίνη, που λειτουργεί σαν έντονο μαύρο χρωστικό, προκύπτει ένα ύφασμα με μέση συνολική ανακλαστικότητα μόλις 0,13% – πρακτικά το πιο σκοτεινό ύφασμα που έχει καταγραφεί.
Εκεί όπου πολλά υπερμαύρα υλικά χάνουν το εφέ τους αν τα κοιτάξεις υπό γωνία, το συγκεκριμένο ύφασμα παραμένει εξίσου μαύρο σε γωνιακό εύρος 120 μοιρών, δηλαδή μέχρι και 60° δεξιά–αριστερά από την κάθετη. Αυτό το κάνει όχι μόνο επιστημονικά εντυπωσιακό, αλλά και πραγματικά... «φορέσιμο».
Όπως σημειώνει η Shepherd, πολλά υπάρχοντα ultrablack υλικά είναι άκαμπτα, εύθραυστα, δύσκολα να ενσωματωθούν σε ρούχο. Το νέο ύφασμα, αντίθετα, είναι μαλακό, πλεκτό, μπορεί να πάρει σχήμα, να ραφτεί, να κινηθεί με το σώμα.
Το «ντεμπούτο» έγινε σε πασαρέλα
Το «ντεμπούτο» του δεν έγινε σε εργαστήριο, αλλά σε πασαρέλα: η φοιτήτρια σχεδίου μόδας Zoe Alvarez δημιούργησε ένα μαύρο strapless φόρεμα εμπνευσμένο από το riflebird. Το σώμα του φορέματος είναι από το υπερμαύρο ύφασμα, με λεπτομέρειες από ιριδίζον μπλε που θυμίζουν τα μεταλλικά φτερά του πουλιού.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν φωτογραφίες αυτού του φορέματος για να διαπιστώσουν πόσο «σταθερό» είναι το μαύρο: ό,τι κι αν άλλαζαν σε αντίθεση, φωτεινότητα ή κορεσμό, τα άλλα χρώματα μεταβάλλονταν, αλλά το ultrablack παρέμενε σαν κενό – μια τρύπα φωτός πάνω στην εικόνα.
Πέρα από τη μόδα, όμως, το πιο σκοτεινό ύφασμα του κόσμου ανοίγει προοπτικές και για την τεχνολογία. Η εξαιρετικά χαμηλή ανακλαστικότητα μπορεί να βελτιώσει την απορρόφηση φωτός σε ηλιακά πάνελ και θερμικά συστήματα, μετατρέποντας περισσότερη ακτινοβολία σε θερμότητα ή ηλεκτρική ενέργεια.
Όπως σημειώνει ο διδακτορικός φοιτητής Kyuin Park, το ίδιο υλικό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε «θερμο-ρυθμιστικό καμουφλάζ» – υφάσματα που ρυθμίζουν τη θερμότητα ή «εξαφανίζουν» θερμικό ίχνος, με προφανείς εφαρμογές σε στρατιωτική τεχνολογία ή εξοπλισμό ακραίων συνθηκών.
Οι ερευνητές έχουν ήδη καταθέσει αίτηση για πατέντα και ονειρεύονται μια εταιρεία που θα «μαυρίζει» φυσικές ίνες – βαμβάκι, μαλλί, μετάξι – με αυτή τη διαδικασία. Αν το πετύχουν σε βιομηχανική κλίμακα, ίσως δούμε μια νέα γενιά μαύρων ρούχων όπου το χρώμα δεν είναι απλώς βαθύ, αλλά σχεδόν απόκοσμο, σαν κομμάτι νύχτας ραμμένο πάνω στο σώμα.