Если вы, как и я, баловались изготовлением телескопов, вы знаете, каким может быть непостоянный свет-друг. С одной стороны, вы хотите запечатлеть как можно больше (но только от объекта, а не от близлежащих источников света) и хотите отразить или преломить его до точки наблюдения или изучения. Чего вы наверняка не хотите, так это того, чтобы рассеянный свет отражался внутри телескопа, поэтому компоненты (кроме зеркала!) окрашивались как можно более черным. К сожалению, черные краски, как правило, весьма восприимчивы к повреждениям и с трудом справляются с суровыми условиями и низкими температурами, которым подвергаются телескопы. Недавно команда ученых разработала новый метод осаждения атомных слоев, который поглощает 99,3% света и при этом является долговечным.
Группа ученых из Шанхайского университета науки и технологий и Китайской академии наук недавно опубликовала статью в журнале «Вакуумная наука и технология». В документе сообщается, что они разработали ультрачерное тонкопленочное покрытие, которое может похвастаться выдающимся коэффициентом поглощения света 99,3%. Этот метод предназначен для нанесения покрытия на магниевые сплавы аэрокосмического класса (для моего телескопа это не очень помогает, но есть надежда), и в результате получается покрытие, которое прочно и способно выдерживать суровые условия окружающей среды.
Конечно, он предназначен для телескопов, работающих в суровых условиях космоса, а не для холодных зимних ночей Норфолка в Великобритании, но он, безусловно, поможет и в профессиональных обсерваториях на вершинах гор. Современные покрытия, такие как вертикально ориентированные углеродные нанотрубки или черный кремний, как правило, легко повреждаются, требуют ремонта и оставляют загрязнения, с которыми необходимо тщательно бороться.
Другая проблема заключается в зачастую сложных и замысловатых формах и кривых, на которые приходится наносить черные покрытия. Чтобы преодолеть эти проблемы, команда исследовала атомно-слоевое осаждение (ALD). Предметы, подлежащие покрытию, помещаются в вакуумную камеру и последовательно подвергаются воздействию различных газов, которые прилипают к поверхности объекта тонкими слоями. Этот метод не слишком отличается от алюминирования зеркала телескопа, которое помещается в вакуумную камеру перед нанесением алюминия на поверхность зеркала.
Метод вакуумного покрытия гораздо проще применить к сложным формам, чем предыдущие методы. Для создания слоев в процессе используются чередующиеся слои алюминия, смешанного с карбидом титана и нитридом кремния. Эти два материала хорошо работают вместе, предотвращая почти весь свет от отражения от поверхности с покрытием.
На этапе испытаний команда протестировала длины волн света от фиолетового света (400 нанометров) до ближнего инфракрасного (1000 нанометров) и обнаружила, что средние уровни поглощения превышают 99% для всех длин волн. Покрытие хорошо выдерживает нагрев, трение, влажность и резкие перепады температур, поэтому оно, безусловно, подходит для космических приборов. Однако команда еще не сдалась и сейчас работает над улучшением характеристик материала.
Источник: Ультрачерное покрытие может сделать телескопы следующего поколения еще лучше
