Công nghệ chế tạo vải siêu đen từ chim thiên đường
Từ cấu trúc bộ lông đặc biệt của loài chim thiên đường, các nhà khoa học đã chế tạo thành công loại vải siêu đen với khả năng phản xạ chỉ 0,13% ánh sáng.
Đột phá này không chỉ tạo ra vật liệu siêu đen có thể mặc được mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng trong thời trang, năng lượng mặt trời và công nghệ quân sự.
Từ bộ lông chim thiên đường đến loại vải đen nhất từng được ghi nhận
Tuy nhiên, phần lớn vật liệu siêu đen hiện nay đều tồn tại những hạn chế lớn. Chúng thường cứng, khó gia công, chứa thành phần độc hại hoặc dễ xuất hiện hiện tượng bóng loáng khi thay đổi góc nhìn. Điều đó khiến khả năng ứng dụng rộng rãi trong đời sống còn khá hạn chế.
Mới đây, nhóm nghiên cứu thuộc Phòng thí nghiệm Thiết kế Trang phục, Đại học Cornell, đã công bố một hướng tiếp cận hoàn toàn khác. Thay vì tìm kiếm vật liệu mới trong phòng thí nghiệm, họ quay về với thiên nhiên và tìm thấy lời giải từ loài chim thiên đường (magnificent riflebird).
Các nhà khoa học phát hiện bộ lông đen đặc biệt của loài chim này không chỉ nhờ sắc tố melanin mà còn đến từ cấu trúc siêu nhỏ trên bề mặt lông. Những cấu trúc này hoạt động như một "mê cung ánh sáng", khiến các tia sáng liên tục bị bẻ hướng, phản xạ qua lại rồi cuối cùng bị hấp thụ hoàn toàn thay vì quay trở lại mắt người quan sát.
Mô phỏng cơ chế đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển quy trình nhuộm và xử lý mới trên nền vải len merino trắng. Đầu tiên, vải được phủ polydopamine – một dạng melanin nhân tạo. Sau đó, vật liệu tiếp tục được xử lý plasma để tạo ra hàng triệu cấu trúc nano dạng sợi trên bề mặt.
Kết quả thu được gây ấn tượng mạnh. Loại vải mới chỉ phản xạ trung bình 0,13% ánh sáng, trở thành loại vải tối nhất từng được ghi nhận. Không chỉ vậy, độ đen của vật liệu vẫn được duy trì ổn định trên góc nhìn rộng tới 120 độ, khắc phục gần như hoàn toàn nhược điểm đổi màu hoặc bóng sáng thường gặp ở các vật liệu siêu đen trước đây.
Theo các chuyên gia, đây là bước tiến đáng chú ý bởi việc tạo ra vật liệu siêu đen trên nền vải mềm vốn khó khăn hơn rất nhiều so với trên bề mặt kim loại hay vật liệu cứng.
Vật liệu siêu đen có thể làm thay đổi ngành thời trang và năng lượng
Điểm khiến nghiên cứu của Đại học Cornell thu hút sự quan tâm đặc biệt không nằm ở kỷ lục về độ đen, mà ở khả năng ứng dụng thực tế.
Khác với Vantablack – vật liệu nổi tiếng hấp thụ tới 99,96% ánh sáng nhưng không phù hợp để sản xuất quần áo do đặc tính độc hại và khó sử dụng – loại vải mới vẫn giữ được độ mềm mại, thông thoáng và có thể mặc như trang phục thông thường.
Để kiểm chứng tính khả thi, một sinh viên ngành thiết kế thời trang đã sử dụng vật liệu này để tạo nên một mẫu váy thử nghiệm. Kết quả cho thấy phần vải siêu đen gần như không thay đổi sắc độ dù hình ảnh bị điều chỉnh độ sáng, độ tương phản hay màu sắc bằng các công cụ kỹ thuật số. Hiệu ứng thị giác đặc biệt này tạo cảm giác như người xem đang nhìn vào một khoảng không gian trống thay vì một bề mặt vải thông thường.
Giới chuyên môn nhận định vật liệu mới có thể tạo ra những xu hướng hoàn toàn mới trong ngành thời trang cao cấp. Các nhà thiết kế sẽ có thêm công cụ để tạo hiệu ứng thị giác mạnh mẽ, làm mờ ranh giới giữa trang phục, nghệ thuật và công nghệ.
Không dừng lại ở thời trang, tiềm năng của loại vải siêu đen còn mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác. Nhờ khả năng hấp thụ ánh sáng gần như tuyệt đối và chuyển hóa hiệu quả thành nhiệt năng, vật liệu này được kỳ vọng sẽ góp phần nâng cao hiệu suất của các hệ thống thu năng lượng mặt trời trong tương lai.
Trong lĩnh vực quốc phòng, các chuyên gia cũng đánh giá đây có thể trở thành nền tảng cho thế hệ trang phục ngụy trang mới, giúp giảm khả năng bị phát hiện trong những điều kiện môi trường nhất định.
Điều đáng chú ý là nghiên cứu hiện đã vượt qua giai đoạn thử nghiệm ban đầu. Nhóm khoa học gia đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế và đang lên kế hoạch thành lập doanh nghiệp để thương mại hóa công nghệ.
Từ cảm hứng đến từ bộ lông của một loài chim thiên đường, các nhà nghiên cứu đã tạo nên loại vải đen nhất thế giới có thể mặc được. Thành tựu này cho thấy những lời giải đột phá của khoa học đôi khi không nằm trong các phòng thí nghiệm tối tân, mà đã tồn tại sẵn trong tự nhiên hàng triệu năm chờ con người khám phá.
.jpg)