นักวิทย์ฯ สร้างผ้าดำที่สุดเท่าที่เคยมีมา ทำชุดเดรส!

ชุดเดรสสีดำเล็กๆ อาจเป็นแฟชั่นคลาสสิก แต่การสร้างชุดเดรสสีดำที่สมบูรณ์แบบนั้นเป็นงานของนักวิทยาศาสตร์มากกว่า ในธรรมชาตินั้น สีดำสามารถใช้งานได้ดีและทันสมัย แต่สำหรับวิศวกรวัสดุ การสร้างความดำระดับนั้นสำหรับการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นเป็นเรื่องที่ท้าทาย

ทีมนักออกแบบ นักปักษีวิทยา และนักวิทยาศาสตร์วัสดุจากมหาวิทยาลัย Cornell ได้พัฒนาวิธีการสร้างผ้า “ดำสุดขีด” สำเร็จ ซึ่งอธิบายไว้ในเอกสาร Nature Communications ฉบับล่าสุด เทคนิคใหม่นี้เป็นกระบวนการสองขั้นตอน โดยได้รับแรงบันดาลใจอย่างมากจากขนของนกปืนใหญ่ ขนของพวกมันผสมผสานเมลานิน (รงควัตถุ) เข้ากับโครงสร้างที่แตกต่างกัน ซึ่งดักจับและดูดซับแสง

ผ้าสีดำเข้มนี้อาจจบลงที่กล้อง แผงโซลาร์เซลล์ และกล้องโทรทรรศน์ได้ในที่สุด แต่ตอนนี้ ทีมงานใช้มันเพื่อทำชุดเดรสสีดำคลาสสิก โดยตกแต่งด้วยสีน้ำเงินเหลือบเพื่อเป็นเกียรติแก่นกปืนใหญ่ที่เป็นแรงบันดาลใจในการค้นพบ ผ้าใหม่นี้มีค่าการสะท้อนแสงเฉลี่ย 0.13% ทำให้เป็นผ้าที่ดำที่สุดที่เคยมีการรายงานมา จนถึงปัจจุบัน ตามรายงานของเอกสาร

ในทฤษฎีสี “True Black” หรือ “True White” เป็นคำที่มักใช้ในการออกแบบกราฟิก หรือเมื่ออธิบายถึงการแสดงผลของเทคโนโลยี อุปกรณ์ Apple ยังโฆษณาบางอย่างที่เรียกว่า “True Tone” ซึ่งอ้างว่าจะนำเสนอสีที่ชัดเจนและแม่นยำยิ่งขึ้นแก่ผู้ใช้

อย่างไรก็ตาม “ดำสุดขีด” ในบริบทนี้ไม่ใช่สิ่งเหล่านี้เสียทีเดียว แต่คำนี้ใช้เป็นตัววัดการสะท้อนแสง โดยกำหนดให้เป็นเฉดสีเข้มที่สะท้อนแสงน้อยกว่า 0.5% ของแสงที่ส่องกระทบ สิ่งมีชีวิตหลายชนิดมีสีดำสุดขีดตามธรรมชาติในผิวหนัง เกล็ด และขน ซึ่งให้ประโยชน์ในการผสมพันธุ์หรือการอยู่รอด

เป็นที่เข้าใจได้ว่านักวิทยาศาสตร์ได้พยายามสร้างสีดำสุดขีดขึ้นใหม่ในห้องปฏิบัติการ แต่ประสบความสำเร็จอย่างจำกัด แม้ว่า การทดลอง หนึ่งจะสามารถสร้างหลอดเล็กๆ ที่สะท้อนแสงที่มองเห็นได้เพียง 0.005% แต่สิ่งนี้ เหมือนกับความพยายามอื่นๆ ส่วนใหญ่ หันไปใช้เทคนิคที่มีราคาแพงซึ่งผลิตวัสดุที่เป็นพิษซึ่งเปราะบาง ดังที่เอกสารระบุไว้ วัสดุสีดำสุดขีดเหล่านี้ “ไม่เหมาะสมที่จะใช้เป็นสิ่งทอที่สวมใส่ได้ในชีวิตประจำวัน ซึ่งต้องมีการเข้ากันได้ทางชีวภาพ การระบายอากาศ และความยืดหยุ่น”

สำหรับผ้าใหม่นี้ นักวิจัยได้ร่วมมือกับ Cornell Lab of Ornithology ซึ่งนำเสนอขนของนกปืนใหญ่เพื่อนำไปวิเคราะห์ จากนั้นทีมงานได้วิเคราะห์อย่างรอบคอบว่าการวางตำแหน่งของ barbules ซึ่งเป็นโครงสร้างคล้ายตะขอขนาดเล็กที่ยึดขนนกไว้ด้วยกัน ทำให้ขนของนกปืนใหญ่มีลักษณะเฉพาะได้อย่างไร

พวกเขาพบว่าลำดับชั้นที่เข้มงวดใน barbules ของขน ร่วมกับโครงสร้างนาโนที่มีเมลานินเป็นส่วนประกอบ ทำงานเพื่อเบี่ยงเบนแสงเข้าด้านใน ส่งผลให้ขนของนกปืนใหญ่ดูดำเป็นพิเศษเมื่อมองตรงๆ แต่ดูเงางามมากขึ้นเมื่อมองจากมุมหนึ่ง

เพื่อจำลองโครงสร้างเหล่านี้ ทีมงานได้ย้อมผ้าขนแกะเมอริโนสีขาวด้วย polydopamine ซึ่งเป็นเมลานินสังเคราะห์ จากนั้น พวกเขานำขนแกะไปใส่ในห้องพลาสมาและกัดด้วย nanofibrils หรือโครงสร้างนาโนขนาดเล็กที่แหลมคมซึ่งเลียนแบบ barbules ผลิตภัณฑ์สุดท้ายมีค่าการสะท้อนแสงเฉลี่ย 0.13% และยังคงเป็นสีดำสุดขีดในมุมกว้าง ตามรายงานของการศึกษา

“แสงจะสะท้อนไปมาภายใน fibrils แทนที่จะสะท้อนออกไป ซึ่งเป็นสิ่งที่สร้างเอฟเฟกต์สีดำสุดขีด” Hansadi Jayamaha ผู้เขียนนำของการศึกษาและนักศึกษาปริญญาเอกที่ Department of Human-Centered Design ของ Cornell กล่าวใน ข่าวประชาสัมพันธ์

Larissa Shepherd ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาและนักวิทยาศาสตร์วัสดุที่ Cornell กล่าวเสริมว่า “จากมุมมองด้านการออกแบบ ฉันคิดว่ามันน่าตื่นเต้นเพราะสีดำสุดขีดที่มีอยู่มากมายไม่ได้สวมใส่ได้เหมือนของเรา และมันยังคงดำสุดขีดแม้จากมุมที่กว้างกว่า”

ทีมงานกระตือรือร้นที่จะนำเทคโนโลยีนี้ออกสู่ตลาด และได้ยื่นขอความคุ้มครองสิทธิบัตรชั่วคราวแล้ว Shepherd รายงาน

นักวิทย์ฯ สร้างผ้าดำที่สุดเท่าที่เคยมีมา ทำชุดเดรส!

ความสำเร็จในการสร้างผ้าดำที่สุดเท่าที่เคยมีมา ปูทางสู่นวัตกรรมใหม่ๆ

ความสำเร็จในการสร้างนักวิทย์ฯ สร้างผ้าดำที่สุดเท่าที่เคยมีมา ทำชุดเดรส! ไม่เพียงแต่เป็นความก้าวหน้าในวงการแฟชั่นเท่านั้น แต่ยังอาจนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆ อีกมากมาย เช่น กล้องที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น แผงโซลาร์เซลล์ที่ดูดซับแสงได้ดีขึ้น และกล้องโทรทรรศน์ที่สามารถมองเห็นวัตถุที่อยู่ไกลโพ้นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น นักวิทย์ฯ สร้างผ้าดำที่สุดเท่าที่เคยมีมา ทำชุดเดรส! แสดงให้เห็นถึงพลังของการผสมผสานความรู้จากหลากหลายสาขา ทั้งวิทยาศาสตร์ วัสดุศาสตร์ และชีววิทยา

การค้นพบนี้ยังเน้นย้ำถึงความสำคัญของการสังเกตและเรียนรู้จากธรรมชาติ นักวิทย์ฯ สร้างผ้าดำที่สุดเท่าที่เคยมีมา ทำชุดเดรส! โดยได้แรงบันดาลใจจากขนของนกปืนใหญ่ ซึ่งเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนว่าธรรมชาติได้สร้างสรรค์กลไกที่ซับซ้อนและมีประสิทธิภาพได้อย่างไร

ที่มา – Scientists Created the Blackest Fabric Ever, Then Made a Dress