Ventablack & Superwhite

“ในดำมีขาว ในขาวมีดำ ทุกสิ่งในโลกล้วนมีคู่ตรงข้ามกัน” ถ้าพูดถึงสีดำ สีดำที่ดำที่สุดนั่นก็คือ “แวน
ตาแบล็ก” (Vantablack) เป็นสีดำที่ดูดกลืนแสงสว่างได้ 99.96% ถูกคิดค้นขึ้นโดย นักวิจัยชาวอังกฤษ
ในปี 2014 โครงสร้างของแวนตาแบล็ก ประกอบด้วยแท่งนาโนทิวบ์ขนาดเล็กจำนวนมากเรียงกัน
อย่างหนาแน่น แสงที่ตกกระทบจะสะท้อนไปมาระหว่างแท่งนาโนทิวบ์ ไม่สามารถสะท้อนกลับออกมา
ข้างนอกได้ ในที่สุดแสงจะถูกดูดซับและเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน

วัตถุที่ดำมาก ๆ นี้ เป็นประโยชน์ต่อโครงการสำรวจอวกาศ เพราะมันจะช่วยกรองแสงที่ไม่ต้องการ
ออกได้เป็นอย่างดี ทำให้กล้องโทรทรรศน์รับแสงจากอวกาศที่ไกลมาก ๆ ได้มากขึ้น เราก็จะเห็น
อวกาศได้ไกลขึ้น

ต่อมาในปี 2019 สถาบันเทคโนโลยีแห่งแมสซาชูเซตส์หรือเอ็มไอที (MIT) ของสหรัฐฯ เปิดตัว
วัสดุชนิดใหม่ที่มีสีดำมืดที่สุดในโลก โดยสามารถดูดกลืนแสงได้มากกว่า 99.995% ทำลายสถิติของสี
“แวนตาแบล็ก” (Vantablack) ที่เคยครองแชมป์ความมืดทึบมาก่อนหน้านี้ เอ็มไอทีเผยว่า ยังไม่มีการ
ตั้งชื่อให้กับวัสดุดังกล่าวซึ่งจัดเป็นคาร์บอนนาโนทิวบ์ (Carbon Nanotubes) ประเภทหนึ่ง โดย
นักวิจัยด้านวิศวกรรมได้ค้นพบวัสดุนี้โดยบังเอิญ ขณะทำการทดลอง “เพาะ” สายคาร์บอนนาโนทิวบ์
ให้เติบโตขึ้นบนวัสดุนำไฟฟ้าเช่นอะลูมิเนียม

รายงานการค้นพบที่ตีพิมพ์ในวารสาร ACS Applied Materials & Interfaces ระบุว่า เมื่อ
คาร์บอนนาโนทิวบ์เรียงตัวกันเป็นเส้นในแนวตั้งบนแผ่นอะลูมิเนียมฟอยล์ที่อยู่ในภาวะพิเศษ จนดู
คล้ายกับ “ต้นไม้เล็ก ๆ ที่เติบโตขึ้นอย่างยุ่งเหยิงในป่าทึบ” ปรากฏว่ามันดูเป็นสีดำมืดผิดปกติชนิดที่
ผู้วิจัยไม่เคยได้เห็นมาก่อน

เมื่อทดสอบวัดการดูดกลืนแสงของคาร์บอนนาโนทิวบ์ชนิดนี้ พบว่ามันสามารถดูดกลืนแสงได้
มากกว่าสีดำแวนตาแบล็กอันโด่งดัง ซึ่งเป็นผลงานของบริษัท Surrey Nanosystems ของสหราช
อาณาจักรเมื่อหลายปีก่อน โดยวัสดุชนิดใหม่สะท้อนแสงที่สายตามนุษย์มองเห็นได้ออกมาน้อยกว่าถึง
10 เท่า

ศิลปินของเอ็มไอทีได้จัดแสดงผลงานศิลปะ ซึ่งเผยถึงคุณสมบัติดูดกลืนแสงที่ไม่ธรรมดาของ
วัสดุใหม่นี้ โดยใช้มันเคลือบห่อหุ้มเพชรสีเหลือง 16 กะรัตที่ส่องประกายเจิดจ้า จนเพชรน้ำงามทั้งเม็ด
หายไปในความมืดสนิท “เหมือนตกลงไปในหลุมดำ” อย่างไร้ร่องรอย

ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถคิดค้นสีขาวคู่ตรงข้ามของ “แวนตาแบล็ก” (Vantablack) ที่มีความขาว
แบบสุดขั้ว หรือที่เรียกว่าสี “ซูเปอร์ไวท์” (Super White) ซึ่งสะท้อนแสงได้ในระดับสูงเทียบเท่ากันได้
แล้ว ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเพอร์ดูของสหรัฐฯ (Purdue’s School of Mechanical
Engineering) เผยแพร่ผลงานการคิดค้นดังกล่าวในวารสาร Cell Reports Physical Science โดย
ระบุว่า สีซูเปอร์ไวท์มีความขาวสว่างจ้าสูงที่สุดในโลก สามารถสะท้อนโฟตอนหรืออนุภาคของแสงที่
ตกกระทบได้ถึง 95.5% ซึ่งเป็นอัตราที่สูงกว่าสีกันความร้อนทั่วไปที่ใช้ทาภายนอกตัวอาคาร โดยสีขาว
แบบเดิมจะสะท้อนแสงได้ราว 80-90% เท่านั้น ทั้งยังไม่สามารถลดอุณหภูมิภายในอาคารบ้านเรือน
ได้มากเท่าใดนัก

ศาสตราจารย์ หรวน ซิ่วหลิน (Xiulin Ruan) ผู้นำทีมวิจัยบอกว่า สีซูเปอร์ไวท์เป็น
วัสดุอะคริลิก (Acrylic) ที่ทำจากอนุภาคของหินปูนหรือแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งมีความหนาแน่นสูง
อนุภาคดังกล่าวจะมีขนาดเล็กใหญ่คละเคล้าปะปนกันหลายแบบ ทำให้สามารถสะท้อนแสงอาทิตย์ได้
ในทุกช่วงความยาวคลื่น

สีซูเปอร์ไวท์ลดอุณหภูมิของตัวอาคาร โดยใช้หลักการทำความเย็นด้วยการแผ่รังสีความร้อน
(Radiative cooling) ซึ่งทำให้พื้นผิวภายนอกและอากาศภายในเย็นลงโดยไม่สิ้นเปลืองพลังงาน ต่าง
จากการทำความเย็นด้วยเครื่องปรับอากาศซึ่งทำให้เกิดปรากฏการณ์เกาะร้อน (Heat island) ในเมือง
ใหญ่ต่าง ๆ และส่งผลกระทบให้การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศทั่วโลกเลวร้ายลง

จากการทดสอบพบว่า สีซูเปอร์ไวท์สามารถลดอุณหภูมิของพื้นผิวอาคารให้เย็นลงกว่าอากาศ
โดยรอบได้อย่างน้อย 1.7 องศาเซลเซียส แม้จะอยู่ท่ามกลางแดดเผายามเที่ยงวันก็ตาม ส่วนในเวลา
กลางคืน สีขาวชนิดนี้สามารถลดอุณหภูมิพื้นผิวและภายในตัวอาคารให้เย็นลงกว่าอากาศด้านนอกได้
ถึง 10 องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตาม “ซูเปอร์ไวท์” นั้นยังเป็นเพียงชื่อเรียกชั่วคราว และจะมีการตั้งชื่อ
สีขาวชนิดนี้อย่างเป็นทางการต่อไป สีนี้ทนทานต่อการขูดขีด ทนต่อสภาพอากาศรุนแรงและกันน้ำ ทั้ง
ยังมีกระบวนการผลิตที่ไปกันได้กับโรงงานทั่วไปในปัจจุบัน ทำให้เชื่อได้ว่าจะมีราคาไม่สูงเกินไปนัก
และสามารถผลิตเพื่อการค้าได้ในเร็ว ๆ นี้

นี่คือภาพอินฟราเรดที่แสดงให้เห็นว่า “สีขาวที่สุด” ที่ถูกทาเอาไว้ตรงกลาง ได้ทำให้อุณหภูมิ
ของแผ่นบอร์ดเย็นลงได้อย่างมาก สีม่วงเข้มหมายถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าสีม่วงสดใสที่อยู่รอบนอก

อ้างอิง

https://www.bbc.com/thai/features-49705706
https://www.bbc.com/thai/features-54683761
https://earth.org/data_visualization/urban-heat-islands