最終更新日: 2025 年 8 月 29 日

ベンタブラックとは何ですか？

画像の説明: バンタブラックで覆われた表面。視覚的なレリーフが完全に欠如しています。人間の目は反射光を認識して物体の形状と深さを判断するため、物体は「ブラックホール」または平らな形状として見えます。

非常に黒い素材

Vantablack は、人間の髪の毛の約 3,500 分の 1 の細さを持つ何百万ものカーボンナノチューブで構成される素材です。これらのナノチューブは光の「トラップ」として機能します。光線が表面に当たると、ほぼ完全に吸収されます。実際、Vantablack は可視光の最大 99.965% を吸収することができ、これまでに作られた中で最も暗い素材の 1 つとなります。

2014 年に英国の会社 Surrey NanoSystems によって開発された Vantablack は、その黒色の外観により、空洞または 2 次元の表面のような錯覚を与えるため、すぐに注目を集めました。この素材は光の吸収に非常に効果的であるため、Vantablack でコーティングされた 3 次元オブジェクトは、ボリュームがないかのように平坦に見えます。

カーボンナノチューブの構造

Vantablack のユニークな構造はカーボンナノチューブの使用に基づいています。これらの微細なチューブは垂直に整列しており、光子を捕捉する微細な空洞のように動作します。光子がこのナノチューブの「森」に入ると、光子は壁の間で繰り返し跳ね返り、最終的に材料に吸収されます。この光の反射がないことが、Vantablack の理由です。黒にも見えます。

光子捕獲機構

ベンタブラックで覆われた表面に光線が当たると、カーボンナノチューブが密集した一種の「森」に入ります。 (ほとんどの材料の場合のように) 光は表面で反射するのではなく、ナノチューブネットワーク内に閉じ込められます。

光のフォトンはナノチューブの壁の間に繰り返し捕らえられ、一連の内部反射を受けます。反射するたびに、光子は熱に変換されて徐々にエネルギーを失います。ナノチューブは光をほとんど反射しないため、散乱や外部反射の可能性が大幅に減少します。

この現象は、光が内部の全方向に継続的に反射されながらも決して逃げない、一連の欠陥のあるミラーに似ています。この継続的かつ反復的な吸収入射する可視光がほとんどなくなり、完全な黒の印象を与えます。

このマトリックスに閉じ込められた光子のほとんどは、最終的に熱の形でエネルギーを失い、材料を通じて放散されます。これにより、100% に近い高い吸収率を達成することが可能になります。光を熱に変換するプロセスは、吸収された光子が反射光として再放出されるのを防ぐために不可欠です。

Vantablack は、光を吸収する優れた能力により、多くの分野 (天文学、航空宇宙、光学、画像処理、軍事など) で応用されており、多くの場合、最大限の光吸収が必要な場合や、極端な視覚的コントラストの作成が求められる場合に使用されます。

- 改良された望遠鏡: 迷光を減らすことで、Vantablack はより暗い天体を観察できるようになります。
- 衛星での光の反射の低減: これにより、測定機器の精度が向上し、衛星の熱的痕跡が低減されます。
- カメラとカメラの画質の向上：Vantablack は内部反射を低減し、コントラストを向上させます。
- 目のレンズの製造: 光の拡散を軽減し、夜間の視力を向上させます。
- 迷彩: Vantablack は物体をほとんど見えなくします。これは軍事装備にとって特に興味深いものです。
- 熱痕跡の低減: ベンタブラックでコーティングされた物体は、赤外線による検出がより困難になります。

神話と現実

一般に信じられていることに反して、Vantablack は顔料や塗料ではありません。これは、制御された条件下で特定の表面に塗布される人工コーティングです。さらに、Vantablack はその印象的な視覚効果により芸術と関連付けられることが多いですが、科学研究や軍事技術などの分野ではその光学的特性により最も一般的に使用されています。

要約すれば

Vantablack はフォトントラップとして機能し、光の反射を最小限に抑えるカーボンナノチューブ構造により、入射光が継続的に吸収されて熱に変換されます。この幾何学的形状と材料のユニークな組み合わせにより、Vantablack は可視光の最大 99.965% を吸収し、これまで発明された中で最も暗い材料の 1 つを生み出すことができます。