Nanotechnologie Forscher entwickeln das schwärzeste Schwarz der Welt
Perfektes Schwarz: Mit Nanoröhren gezüchtete schwarze Oberflächen
Foto: Surrey NanosystemsSchwarz ist keine Farbe, Schwarz ist die Abwesenheit von Licht. Je schwärzer ein Gegenstand erscheint, desto mehr des auf ihn fallenden Lichts absorbiert er. Der Extremfall ist ein Schwarzes Loch, das sämtliches Licht verschluckt.
Schon seit Jahrzehnten sind Wissenschaftler auf der Jagd nach dem perfekten Schwarz. Mit allerlei Tricks versuchen sie, die Reflexion von Materialien zu verringern, etwa indem sie Aluminium erst in eine Phosphor-Nickel-Lösung tauchen und dann in Salpetersäure legen. Nun haben Forscher der britischen Firma Surrey Nanosystems das nach ihrer Aussage schwärzeste Schwarz der Welt hergestellt.
Die Wissenschaftler schreiben im Fachblatt "Optics Express" , dass das Material mit dem Namen Vantablack nur 0,035 Prozent des einfallenden Lichts reflektiert. Der bisherige Rekord habe bei 0,04 Prozent gelegen. Das Material besteht aus einer mit Nanoröhren beschichteten Aluminiumfolie. Es könnte beispielsweise Weltraumteleskope verbessern, weil es störende Reflexionen in dessen Inneren minimiert.
Die feinen Röhrchen bestehen aus Kohlenstoff und stehen senkrecht von der Aluminiumoberfläche ab, bilden also eine Art Pelzoberfläche. Einfallendes Licht wird von Röhrchen zu Röhrchen immer wieder reflektiert, bis es schließlich absorbiert wird und die Oberfläche minimal erwärmt. "Das Licht kann eindringen, aber nicht wieder herauskommen", sagte Ben Jensen, Technikchef von Surrey Nanosystems, der Zeitung "The Guardian".
Mit Nanoröhren experimentieren Forscher schon länger, um das perfekte Schwarz zu finden. Roy Sambles von der University of Exeter hatte diese spezielle Oberflächenstruktur auf Schmetterlingsflügeln entdeckt: Unter dem Mikroskop waren kleine Röhrchen zu erkennen. Seitdem versuchen Forscher, diese im Labor künstlich herzustellen, was immer besser gelingt.
Labor von Surrey Nanosystems: "Wir waren sehr frustriert"
Foto: Surrey Nanosystems"Wir nennen das Material Superschwarz", sagte Jensen. Es fühle sich an wie die Metalloberfläche, auf der die Nanoröhren gezüchtet wurden. Als Kohlenstoffquelle diente Acetylen, das mithilfe eines Gases an die Aluminiumoberfläche gelangte. Die Forscher nutzten Wärmestrahlung, um das Wachstum der Röhrchen auszulösen. Normalerweise erfordert das Züchten von Nanoröhren Temperaturen von 750 Grad Celsius, also oberhalb des Schmelzpunktes von Aluminium von 660 Grad. Durch eine zusätzliche Beschichtung, die Infrarotlicht absorbiert, gelang den Forschern die Züchtung bei nur 450 Grad.
Bei der Entwicklung des Verfahrens spielte offenbar auch Alkohol eine gewisse Rolle. "Wir waren sehr frustriert bei der Arbeit im Labor", berichtete Jensen dem "Guardian". Dann sei man in einen Pub gegangen und habe dort schließlich die entscheidende Idee gehabt.
