व्हॅंटाब्लॅक - सर्वाधिक काळा पदार्थ

एखादा पदार्थ प्रकाश पूर्णपणे शोषून घेऊ शकतो? याचे सर्वसाधारण उत्तर नाही असेच आहे. परंतु प्रकाश पूर्णपणे शोषणारा पदार्थ तयार करण्यात शास्त्रज्ञांना यश आले आहे. खरे तर अपघातानेच हा पदार्थ तयार झाला. भविष्यातील अवकाश निरीक्षणांसाठी याचा उपयोग होऊ शकेल.

आपल्याला एखादा पदार्थ किंवा वस्तू कधी दिसते? त्या वस्तूवर पडलेला प्रकाश परावर्तित होऊन आपल्या डोळ्यांत पोचतो तेव्हा. प्रत्येक पदार्थ त्याच्या स्वरूपानुसार कमी-अधिक प्रमाणात प्रकाश परावर्तित करतो. पडलेला प्रकाश पूर्णपणे शोषून घेणारा पदार्थ आतापर्यंत अस्तित्वात नव्हता, तसा पदार्थ तयारही केला गेला नव्हता. संपूर्ण प्रकाश शोषून घेणाऱ्या पदार्थाला परफेक्‍टली ब्लॅक बॉडी किंवा सर्वंकष कृष्ण पदार्थ असे म्हणतात. परंतु आता शास्त्रज्ञांनी आजपर्यंतचा सर्वाधिक काळा पदार्थ बनविल्याचा दावा केला आहे. अमेरिकेच्या मॅसाच्युसेट्‌स इन्स्टिट्यूट टेक्‍नॉलॉजीमधील ब्रायन वर्डल व चीनमधील, शांघाय शहरातील जिओ टाँग विद्यापीठात प्राध्यापक असलेले केशांग क्‍युई हे ॲल्युमिनियमसारख्या धातूची उष्णता वाहकता (थर्मल कण्डक्‍टिव्हिटी) व विद्युत वाहकता (इलेक्‍ट्रिक कण्डक्‍टिव्हिटी) वाढविण्यासाठी संशोधन करीत होते. त्यांना काही सर्वांत काळा पदार्थ बनवायचा नव्हता. परंतु तो बनवला गेला. त्यामुळे अर्थातच हा अपघाताने लागलेला शोध असे म्हणावे लागेल.

वर्डल व क्‍युई हे विद्युत वाहकता वाढविण्यासाठी ॲल्युमिनियमवर कार्बनच्या नॅनोट्यूब्जचा थर देण्याचे प्रयोग करीत होते. ॲल्युमिनियमचा हवेशी संपर्क आल्यास त्याच्यावर ऑक्‍साइडचा थर बसतो. त्यामुळे उष्णतावहनात व विद्युत वहनात अडथळे निर्माण होतात. तो थर काढून टाकण्यासाठी त्यांनी ॲल्युमिनियमचा पत्रा क्‍लोरीनयुक्त क्षाराच्या द्रावणात बुडवून ठेवला. त्यामुळे ऑक्‍साइडचा थर निघून गेला.

नंतर हा अल्युमिनिअमचा पत्रा कार्बन ठेवलेल्या भट्टीमध्ये ठेवला व १००० अंश तापमानाला तापवला. त्यामुळे कार्बनची वाफ होऊन तिचे रूपांतर नॅनो ट्यूबमध्ये झाले व त्या ॲल्युमिनियमच्या पत्र्यावर स्थिरावल्या. या पद्धतीला व्हेपर डीपॉझिशन मेथड म्हणतात. या नलिकांची संख्या प्रति चौरस सेंटिमीटरला पन्नास अब्ज एवढी प्रचंड आहे. त्यामुळे या पत्र्याची उष्णता वाहकता व विद्युत वाहकता प्रचंड प्रमाणात वाढल्याचे या शास्त्रज्ञांच्या लक्षात आले. परंतु या पत्र्याचा बदललेला रंग शास्त्रज्ञांना विस्मयचकित करून गेला. त्या पत्र्याचा रंग अगदी काळाकुट्ट होता. म्हणून त्यांनी या पत्र्यावर पडलेला प्रकाश किती परावर्तित होतो ते मोजायचे ठरवले. या पत्र्यावर पडलेल्या प्रकाशापैकी ९९.९९५ टक्के प्रकाश परावर्तित होत नसल्याचे दिसून आले.

कार्बनच्या नॅनो ट्यूबचे घनदाट जंगल त्या पत्रावर वाढले होते. त्याच्यातून प्रकाश अडविला जात होता. त्यामुळे या पत्र्यावरील उंचवटे, खळगे अदृश्‍य झाले होते व हा पत्रा ज्या पदार्थावर ठेवला जाई, त्याला छिद्र पडल्यासारखे भासत होते. हा पदार्थ इतका काळाकुट्ट कसा होऊ शकतो? याचे वैज्ञानिक स्पष्टीकरण मात्र हे शास्त्रज्ञ देऊ शकले नाहीत. परंतु वर्डल व क्‍युई यांनी व्हॅंटाब्लॅकच्या स्वामित्व हक्कासाठी अर्जही दाखल केला आहे. या काळाकुट्ट पदार्थाला व्हॅंटाब्लॅक असे संबोधले आहे. याचा उपयोग सुदूर अंतरिक्षावर नजर ठेवून असणाऱ्या दुर्बिणींमध्ये व कॅमेऱ्यांसाठी होणार आहे. या संशोधनाविषयीचा शोध निबंध अमेरिकन केमिकल सोसायटीच्या ‘अप्लाइड मटेरियल्स अँड इंटरफेस’ या शोध पत्रिकेत नुकताच प्रसिद्ध झाला आहे. या शास्त्रज्ञांच्या प्रयत्नानंतर काळा पदार्थ बनवण्याचे आणखी प्रयत्न होतील.

एमआयटीमध्ये सेंटर फॉर आर्ट सायन्स अँड टेक्‍नॉलॉजी असा एक विभाग आहे. या विभागातील डायमूट स्ट्रॅब या कलाकार महिलेचा या संशोधनामध्ये वेगळ्या अर्थाने सहभाग होता. त्यांनी वीस लाख डॉलर किमतीच्या जवळ जवळ १७ कॅरेटच्या पिवळ्या हिऱ्यावर व्हॅंटाब्लॅकचा अशा रीतीने थर बसून घेतला, की तो हिरा काही सेकंद पिवळ्या रंगात चमकायचा व नंतर काही सेकंद तेथे पोकळी किंवा छिद्र असल्यासारखे भासायचे. या पद्धतीने लेप दिलेला हिरा त्यांनी न्यूयॉर्क येथील प्रदर्शनात ठेवला होता. या हिऱ्याला त्यांनी रिडिम्शन ऑफ व्हॅनिटी असे नाव दिले होते. हिरा व कार्बनच्या नॅनोट्यूब (मीटरचे एक अब्ज भाग केल्यानंतर होणारा एक भाग म्हणजे नॅनोमीटर. अशा १०० नॅनोमीटर आकाराच्या नलिका) ही दोन्ही कार्बनची रूपे आहेत. एक प्रकाशमान व दुसरा काळाकुट्ट. या प्रचंड विरोधाभासाचे एका प्रसिद्ध ठिकाणी स्ट्रेब यांना प्रदर्शन भरवायचे होते. त्याच या संशोधनामागील प्रेरणा होत्या. त्यांनी खगोलशास्त्रात नोबेल पारितोषिक विजेते जॉन माथेर यांचे मार्गदर्शन घेतले.