تولید رنگ سیاهی که عملکرد تلسکوپ‌ها و دوربین‌های حساس را بهبود می‌دهد

با لایه‌نشانی اتمی آلیاژ‌های منیزیم، پوششی به رنگ سیاه ساخته شده که می‌تواند بخش زیادی از نور دریافتی را جذب کند.

کد خبر: ۱۱۳۷۳۹۲

شنبه - ۲۶ اسفند ۱۴۰۲ / March 16, 2024

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، با لایه‌نشانی اتمی آلیاژ‌های منیزیم، پوششی به رنگ سیاه ساخته شده که می‌تواند بخش زیادی از نور دریافتی را جذب کند.

گاهی اوقات، دیدن واضح چیزی نیازمند سیاهی کامل است. برای مثال درحوزه نجوم و اپتیک دقیق، پوشش‌هایی به رنگ سیاه می‌توانند جذب نور را بهتر انجام داده و تصاویر دقیق‌تری ایجاد شود. در تلسکوپ‌ها و دوربین‌های پیشرفته حتی کوچکترین نور نیز اهمیت دارد بنابراین رسیدن به سیاهی مطلق تاثیر مثبتی برای کیفیت و دقت تصاویر دارد.

به تازگی محققان دانشگاه شانگ‌های پوششی بسیار نازک از آلیاژ‌های منیزیم ایجاد کردند که می‌تواند ۹۹٫۳ درصد از نور دریافتی را جذب کند. این پوشش در شرایط سخت محیطی نیز دوام بالایی دارد.

برای تلسکوپ‌هایی که در خلاء کار می‌کنند یا تجهیزات نوری که درمحیط‌های خشن مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند، پوشش‌های فعلی موجود در صنعت کارآمد نیستند. حتی رنگ‌های سیاهی که از نانولوله‌کربنی عمودی تراز شده یا سیلیکون سیاه ساخته شده، شکننده بوده و با محدودیت‌هایی روبرو هستند. لازم است فناوری جایگزین ارائه شده که قابلیت اعمال پوشش روی سطوح انحناء دار را داشته باشد.

برای حل این مشکلات، محققان از لایه‌نشانی اتمی (ALD) استفاده کردند که در آن لایه‌نشانی در خلاء انجام می‌شود. این فناوری پوششی یکنواخت ایجاد می‌کند که می‌توان آن را در سطوح مختلف و پیچیده نیز به کار برد.

این تیم از لایه‌های متناوب کاربید تیتانیوم دوپ شده با آلومینیوم (TIALC) و نیترید سیلیکون (SiO ۲) استفاده کرد. این دو ماده با هم کار می‌کنند تا از انعکاس نور از سطح پوشش داده شده جلوگیری کنند.

کائو از محققان این پروژه می‌گوید: «پوشش کاربید تیتانیوم دوپ شده با آلومینیوم به عنوان یک لایه جذب عمل می‌کند و SiO ۲ برای ایجاد یک ساختار ضد بازتاب استفاده می‌شود. در نتیجه، تقریباً تمام نور دریافتی در فیلم چند لایه به دام می‌افتد و به شکلی کارآمد جذب می‌شود.»

در آزمایش‌های انجام شده، این تیم به متوسط جذب ۹۹٫۳ ٪ در طیف گسترده‌ای از طول موج‌های نوری، از نور بنفش در ۴۰۰ نانومتر تا مادون قرمز نزدیک در ۱۰۰۰ نانومتر رسید. این فیلم ثبات فوق العاده‌ای در محیط‌های نامطلوب نشان می‌دهد و به اندازه کافی سخت است که در برابر اصطکاک، گرما، شرایط مرطوب و تغییر دمای شدید مقاومت کند.

محققان امیدوارند که از پوشش آن‌ها برای تقویت تلسکوپ‌های فضایی و سخت‌افزار نوری که در شدیدترین شرایط کار می‌کنند استفاده شود و در تلاش‌اند تا عملکرد آن را بیشتر بهبود بخشند.