Η έμπνευση για την καινοτομία δεν προήλθε από κάποιο εργαστήριο με εξωτικά υλικά, αλλά από την ίδια τη φύση. Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Cornell στη Ν. Υόρκη εμπνεύστηκαν το ύφασμα από το φτέρωμα του Magnificent Riflebird, ενός παραδείσιου πουλιού που απαντάται στη Νέα Γουινέα και την Αυστραλία με φτερά τόσο μαύρα που μοιάζουν να «καταπίνουν» το φως.
Η φυσική δομή του πτερώματος του πτηνού αποτέλεσε πρότυπο για τους ερευνητές. Το πουλί έχει φτερά που φαίνονται εξαιρετικά μαύρα όχι μόνο λόγω μελανίνης που περιέχουν, αλλά και λόγω των σφιχτά πακεταρισμένων τριχών που «παγιδεύουν» το φως. Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε φτερά από riflebird στο Εργαστήριο Ορνιθολογίας του Cornell.
Το νέο μαύρο ύφασμα που δημιούργησαν οι επιστήμονες απορροφά το 99,87% του φωτός που πέφτει πάνω του, αφήνοντας να ανακλάται μόλις το 0,13%.
Η ομάδα ξεκίνησε από απλό λευκό μάλλινο ύφασμα μερινός και το βάφτισε σε πολυδoπαμίνη (polydopamine), μια σύνθεση που μοιάζει με μελανίνη, τη φυσική χρωστική που δίνει σε ορισμένα πουλιά το πολύ «βαθύ» μαύρο του φτερώματος. Στη συνέχεια, το ύφασμα τοποθετήθηκε σε θάλαμο πλάσματος (plasma chamber), όπου «αφαιρέθηκε» μέρος των ινών και δημιουργήθηκαν στη θέση τους νανοϊνίδια (nanofibrils), απειροελάχιστες, σχεδόν «τριχούλες» που λειτουργούν σαν παγίδα φωτός.
Η ιδέα πίσω από τα nanofibrils είναι ότι, όταν το φως «μπαίνει» ανάμεσά τους, δεν “ξεφεύγει”, αλλά αναπηδά συνεχώς και σταδιακά απορροφάται, χωρίς να ανακλάται. Το αποτέλεσμα είναι ένα ύφασμα που φαίνεται «μαύρο» από όλες τις γωνίες και όχι μόνο όταν το κοιτά κάποιος σε ευθεία γραμμή. Η απόδοση μένει σταθερή σε γωνίες θέασης έως 120°.
Η μέθοδος των επιστημόνων δεν περιορίζεται στο μαλλί, καθώς θεωρητικά μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλα φυσικά υλικά όπως βαμβάκι ή μετάξι, γεγονός που ανοίγει τον δρόμο για ποικιλία υφασμάτων με «ultrablack» ιδιότητες.
Όμως το νέο ύφασμα δεν είναι το απόλυτα «μαύρο» υλικό που υπάρχει. Υπάρχουν και άλλα υλικά που απορροφούν έως και 99.99% του φωτός. Ωστόσο αυτά τα υλικά δεν είναι ελαστικά, άνετα ή wearable. Συχνά είναι άκαμπτα, δύσκολα στη χρήση και ακατάλληλα για καθημερινά ρούχα ή για μεγάλης κλίμακας παραγωγή.
Παρότι το ultrablack ύφασμα των ερευνητών του Cornell δεν σπάει το ρεκόρ του απόλυτου «μαύρου», είναι πρωτοποριακό ως πρακτικό, υφασμάτινο, wearable μαύρο, κάτι που δεν είχε ξανασυμβεί σε τέτοιο επίπεδο.
Επίσης, αυτό το νέο «ultrablack» ύφασμα δεν είναι απλώς ένα κατόρθωμα μόδας ή τέχνης. Έχει ένα ευρύ φάσμα πιθανών χρήσεων, όπως τεχνολογικές εφαρμογές, για παράδειγμα σε κάμερες, τηλεσκόπια ή οπτικά όργανα, όπου η απορρόφηση του φωτός βοηθάει στον έλεγχο της αντανάκλασης και της περίθλασης, στη θερμική συλλογή (solar-thermal), όπου το ύφασμα θα μπορούσε να βοηθήσει στην απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας και τη μετατροπή της σε θερμότητα, στο θερμικό «καμουφλάζ» (thermal camouflage), όπου λόγω της ικανότητάς του να «καταπίνει» το φως, μπορεί να βρει χρήσεις όπου απαιτείται απόκρυψη ή αποφυγή ανίχνευσης.
Ήδη έχει δημιουργηθεί ένα φόρεμα με αυτό το ύφασμα, ως αποτέλεσμα συνεργασίας ερευνητών και σχεδιαστών. Το ύφασμα διατήρησε το βαθύ του μαύρο ακόμη και όταν η φωτογραφία του “πειράχτηκε” (π.χ. όταν άλλαζε η φωτεινότητα ή η αντίθεση).
Οι ερευνητές έχουν ήδη καταθέσει αίτηση για πατέντα και εξετάζουν το ενδεχόμενο εμπορικής και βιομηχανικής αξιοποίησης του υφάσματος.
Η έρευνα των επιστημόνων του Cornell, όπως ισχυρίζονται, είναι ένα σημαντικό βήμα στην κατεύθυνση της παραγωγής «ultrablack» πρακτικών και wearable υφασμάτων. Η μελέτη με τίτλο Ultrablack Wool Textiles Inspired by Hierarchical Avian Structure, δημοσιεύτηκε στο Nature Communications
