सर्च-रिसर्च: संशोधकांना हवाय ‘सुप्रीम ब्लॅक’

डॉ. अनिल लचके
गुरुवार, 17 सप्टेंबर 2020

काळा रंग प्रकाशाची कोणतीच तरंग लांबी दर्शवित नाही. कारण रंगांचे सर्व तरंग काळा पदार्थ शोषून घेतो. काळा रंग फारसे काहीच परावर्तित करत नाही.

इंद्रधनुष्यामध्ये प्रकाशातील सात रंग दिसतात. त्यातील प्रत्येक रंगच्छटेची विशिष्ट तरंग लांबी असते. सूर्यप्रकाश मूलतः विद्युत-चुंबकीय लहरींनी तयार झालाय. तांबड्या रंगापासून जांभळ्या रंगापर्यंत रंगांच्या असंख्य छटा असतात. त्यांची तरंग लांबी ३०० ते ६५० नॅनोमीटर असते. जांभळ्या रंगाच्या प्रकाश तरंगाची लांबी सर्वात कमी असते, तर तांबड्या रंगाची सर्वात जास्त असते. यात कुठेही पांढरा किंवा काळा रंग दिसत नाही. पांढऱ्या रंगाला वेगळी अशी तरंग लांबी नाही. प्रकाशाच्या सर्व तरंग लांबींचे ते मिश्रण आहे. काळा रंग प्रकाशाची कोणतीच तरंग लांबी दर्शवित नाही. कारण रंगांचे सर्व तरंग काळा पदार्थ शोषून घेतो. काळा रंग फारसे काहीच परावर्तित करत नाही. भाषण देताना वक्ते ‘लेसर पॉइंटर’ वापरतात, त्यातून प्रतिसेकंद शंभर अब्ज फोटॉन्स प्रक्षेपित होतात. अस्सल ‘अल्ट्रा ब्लॅक’ पदार्थावर लेसर प्रक्षेपित केल्यास जणू तो लुप्त होतो. पण तो थोडेसे फोटॉन्स परावर्तित करतो.     

भौतिकशास्त्रातील विशिष्ट प्रयोगांमध्ये गर्द काळ्या रंगाचा पदार्थ आवश्‍यक असतो. तथापि, अस्सल काळा पदार्थ तयार करणे आव्हानात्मक आहे. ‘नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ स्टॅंडर्डस अँड टेक्‍नॉलॉजी’ या संस्थेने ९९.९ टक्के प्रकाश शोषून घेणारे काळेकभिन्न पदार्थ तयार करण्यात यश मिळवलेय. त्याचे सूक्ष्म नॅनो (अब्जांश) कण पोकळ नळीप्रमाणे असतात. ते अत्यंत मऊ, हलके आणि बिनविषारी असतात. त्या पदार्थांना बोट लावल्यास कार्बन ब्लॅकच्या पोकळ नळ्या तुटतात. भावी काळातील तंत्रज्ञान विकसित करण्यासाठी पूर्णत: प्रकाश शोषून घेणारे कृष्णपदार्थ वैज्ञानिकांना हवे आहेत. ते वापरून सूर्यप्रकाश पूर्णत: शोषून घेणारे अत्यंत कार्यक्षम सौरपंखे आणि सोलर पॅनेल तयार करता येतील. ‘मॅसेच्युसेट्‌स इन्स्टिटयूट ऑफ टेक्‍नोलॉजी’च्या संशोधकांनी कार्बन नॅनोट्यूबचे अब्जांश-कण वापरून एक स्मार्ट कृष्णपदार्थ तयार केला आहे. तो ९९.९९६ टक्के प्रकाश शोषून घेतो. याचा अर्थ हा पदार्थ ०.००४ टक्के प्रकाश परावर्तित करतो. आपले डोळे संवेदनशील असल्यामुळे काळ्या पदार्थावर प्रक्षेपित केलेल्या आणि परावर्तित झालेल्या लेसर किरणाचे अस्तित्व आपल्याला जाणवते. विश्वामधील सर्वात काळा रंग दुर्लभ असून तो केवळ कृष्णविवरात आहे.

कोलोराडो युनिव्हर्सिटीचे प्रो. जॉन लेहमन यांनी कृष्णविवराच्या ‘तोडीचा’ काळा पदार्थ बनवलाय. त्यांनी ग्रॅफाईट आणि एक उत्प्रेरक वापरला होता. हे पदार्थ एका ॲल्युमिनियम फॉइलवर ठेवले आणि प्राणवायूविरहित वातावरणात ८०० अंश सेल्सिअस तापमानात काही काळ ठेवले. यामुळे त्याचे रूपांतर कार्बन नॅनोट्यूबमध्ये झाले. प्रति चौरस सें.मी.मध्ये त्यांची संख्या शंभर कोटी होती. इलेक्‍ट्रोन मायक्रोस्कोपने त्याचे फोटो काढले तेव्हा कार्बनच्या सूक्ष्म नळ्या गालिच्यावरील उभ्या धाग्यांसारख्या दिसल्या. हे ‘धागे’ प्रकाशकणांना अडथळा ठरतात. या पदार्थाचे नाव ‘ब्लॅकेस्ट ब्लॅक’ किंवा ‘ब्लॅक ३’ आहे. वसुंधरेवर ज्ञात असलेल्या सर्वात काळ्या पदार्थांपेक्षा ‘ब्लॅक ३’ किमान दहा पट जास्त काळा आहे. त्यावर लेसर किरण प्रक्षेपित केला तर लुप्त होतो, कारण तो बहुतांशी शोषला जातो. इतक्‍या काळ्या रंगाचा पोशाख घातलेल्या व्यक्तीचा फक्त चेहराच हवेत तरंगताना दिसेल. कारण सर्व प्रकाश पोषाखाने शोषून घेतल्यामुळे त्रिमितीची अनुभूती येणार नाही. या स्मार्ट काळ्या रंगाची किंमत सोने-हिरे ज्या किमतीत मिळतात तेवढी असते! घड्याळे, मोटारी किंवा इलेक्‍ट्रॉनिक उपकरणांना ‘ब्लॅक ३’ रंग दिल्यास ती आकर्षक दिसतील.  

अतिदूरचे ग्रह, तारे किंवा दीर्घिकांचा शोध घेताना जी अवकाश दुर्बीण वापरली जाते, त्यात आजूबाजूच्या प्रकाशाचे ‘प्रदूषण’ दृश्‍यतेमध्ये अडथळा आणते. दुर्बिणीच्या अंतर्गत भागात प्रकाश आणि उष्णता शोषून घेणारा ‘ब्लॅक ३’ वापरता येईल आणि दुर्बिणीची कार्यक्षमता वाढवता येईल. भावी काळात ‘ब्लॅक ३’साठी बरीच मागणी असेल. आताच त्याचे पेटंटदेखील विकले गेलेय !

 

संपादन: ओंकार जोशी

संबंधित बातम्या