site.btaУлтрачерно покритие може да направи следващото поколение космически телескопи още по-добри

Китайски учени са разработили ултрачерно тънкослойно покритие, което може да направи следващото поколение космически телескопи още по-добри, пише Юрикалърт.

Понякога за ясна видимост е необходимо напълно черно покритие. За астрономията и прецизната оптика покриването на устройствата с черна боя може да намали разсеяната светлина, да подобри изображенията и да повиши производителността. Тъй като за най-усъвършенстваните телескопи и оптични системи дори най-малкият детайл е от значение, производителите им търсят най-черните от черните бои, за да ги покрият.

В сп. "Вакуумна наука и технологии А" изследователи от Шанхайския университет за наука и технологии и Китайската академия на науките описват разработването на ултрачерно тънкослойно покритие за магнезиеви сплави, подходящи за космически и оптични приложения. Тяхното покритие поглъща 99,3 процента от светлината, като същевременно е достатъчно издръжливо, за да оцелее в тежки условия.

За телескопите, работещи в космическия вакуум, или за оптичното оборудване в екстремни условия съществуващите покрития често са недостатъчни.

Сегашните черни покрития като вертикално подредени въглеродни нанотръбички или черен силиций са ограничени от чупливостта, обяснява авторът на изследването Юнчжън Цао. 

Освен това много други методи за нанасяне на покрития са трудни за прилагане във вътрешността на тръба или върху други сложни структури. Това е важно за приложението им в оптичните устройства, тъй като те често имат значителни извитости или сложни форми.

Търсейки решение на проблема, учените са прибягнали до метода отлагане на атомен слой (ALD). Едно от големите предимства на тази техника е отличната й способност за стъпаловидно покриване. Това означава, че може да бъде постигнато равномерно покритие  върху много сложни повърхности като цилиндри, колони и канали.

За създаването на ултрачерното покритие екипът e използвал редуващи се слоеве от типове титанов карбид и силициев нитрид. Двата материала работят заедно - единият като абсорбиращ слой, а другият като отразяващ, за да предотвратят отразяването на почти цялата светлина от покритата повърхност.

По време на тестовете екипът е отчел средно поглъщане от 99,3 процента в широк диапазон от дължини на светлинните вълни - от виолетова светлина с дължина 400 нанометра до близката инфрачервена светлина с дължина 1000 нанометра. 

Използвайки специален бариерен слой, учените са приложили своето покритие дори върху магнезиеви сплави, които често намират  космически приложения, но лесно корозират.

Покритието също така е показало отлична стабилност в неблагоприятни условия. То е и достатъчно здраво, за да издържи на триене, топлина, влажност и екстремни температурни промени, обяснява Цао. 

Изследователите се надяват, че тяхното покритие ще бъде използвано за подобряване на космически телескопи и оптичен хардуер, работещи в най-екстремни условия.

Следващата цел на учените е по-нататъшното подобряване на характеристиките на ултрачерното покритие. Те, например, планират да разширят още повече диапазона на поглъщане на светлината, за да включат ултравиолетовата и инфрачервената област.