Rekord in der Materialforschung Wissenschaftler entwickeln neues Superschwarz
Kunstaktion von Diemut Strebe mit neu entwickelter Oberfläche: Ein Diamant verschwindet dabei
Foto: Diemut Strebe/ MITLange dachten Forscher, schwärzer als schwarz ginge es nicht. Das bekannte Vantablack beispielsweise absorbiert 99,96 Prozent des Lichts, das darauf fällt.
Doch nun haben zwei Wissenschaftler des MIT (Massachusetts Institute of Technology) in Boston einen Werkstoff hergestellt, der noch ein wenig düsterer ist als alles, was es bisher gab. Die Entwicklung von Kehang Cui und Brian Wardle verschluckt 99,995 Prozent des Lichts, schreiben die Forscher in einer aktuellen Studie . Solche Zukunftsmaterialien sollen irgendwann einmal praktische Anwendungen finden, beispielsweise im Weltraum.
Die hervorragenden Absorbierungseigenschaften von Werkstoffen wie Vantablack entstehen durch die spezielle Oberflächenstruktur des Materials. Dafür werden zahlreiche Nanoröhrchen aus Kohlenstoff nebeneinander angeordnet. Diese werden für die Lichtstrahlen zur Falle. Denn in den Röhrchen verirrt sich das Licht gewissermaßen und kann nicht mehr entweichen.
Cui und Wardle suchten im Labor eigentlich nach Möglichkeiten, solche Nanoröhrchen leichter auf einer Aluminiumfolie aufzubauen, um anschließend die thermischen und elektrischen Fähigkeiten zu messen. Der Prozess wird aber durch eine Oxidschicht behindert, die durch den Einfluss von Sauerstoff in der Luft entsteht. Bessere Ergebnisse erzielten sie, als sie das Aluminium mit einer Salzlösung behandelten, die die Oxidschicht wegätze. Anschließend wuchsen die Röhrchen in sauerstofffreier Umgebung. Messungen ergaben schließlich, dass ihr Verfahren die Absorbierungseigenschaften verbessert hatte. Warum das so ist, können die Forscher noch nicht genau sagen.
Zwar kann das menschliche Augen den Unterschied zu vorherigen Oberflächen nicht wahrnehmen. Aber für die Forschung sei er durchaus relevant, heißt es in einer Mitteilung des MIT.
Denn die Jagd auf das schwärzeste Schwarz ist nicht nur ein Wettbewerb unter eitlen Forschern, es geht auch um Zukunftsentwicklung. So sollen die neuen Materialien Teleskope oder Kameras verbessern, weil Streulicht weniger Störungen verursacht. Das macht Messungen mit hochsensiblen Weltraumteleskopen noch genauer.
Eine Milliarde Nanoröhrchen pro Quadratzentimeter
Vantablack wurde 2014 in Großbritannien von der Firma Surrey Nano Systems entwickelt. Ein Oberfläche von nur einem Quadratzentimeter des Stoffes besteht aus einer Milliarde Nanoröhrchen. Durch die starke Absorbierung von Licht kann das menschliche Auge keine Formeigenschaften von Strukturen erkennen, die mit dem Material überzogenen sind. Das macht es auch für das Militär zur Verbesserung von Tarnungen interessant.
Deutlich wird das bei einem Kunstwerk, an dem sich die MIT-Forscher nun beteiligt haben und das ihr Entwicklung präsentiert: Für eine Ausstellung in New York überzog die Künstlerin Diemut Strebe einen zwei Millionen Dollar teuren gelben Diamanten mit dem neuen Material. Bei den Besuchern von "The Redemption of Vanity" entsteht dadurch der Eindruck, als würden sie ins Nichts schauen. Die schimmernden Lichtreflektionen des 16,78 Karat-Steins verschwinden völlig.
