Rekord in der Materialforschung Wissenschaftler entwickeln neues Superschwarz

Seit Jahren überbieten sich Forscher bei der Herstellung von immer dunkleren Oberflächen. Nun wurde ein neuer Rekord aufgestellt. Dabei verschwand ein Diamant nahezu im Nichts.

Kunstaktion von Diemut Strebe mit neu entwickelter Oberfläche: Ein Diamant verschwindet dabei
Diemut Strebe/ MIT

Kunstaktion von Diemut Strebe mit neu entwickelter Oberfläche: Ein Diamant verschwindet dabei


Lange 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.

joe



insgesamt 16 Beiträge
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eunegin 21.09.2019
1. Schwarz oder nur sehr sehr sehr sehr sehr dunkelblau?
Als normaler Anwender stellt sich mir die Frage nach einem schwarzen Schwarz vor allem beim Sockenkauf. Hier habe ich viel von einem irischen katholischen Priester gelernt (Father Ted auf Craggy Island). Er schwört auf Priesterschwarz und gibt den entscheidenden Tip: "Never buy black socks in a normal shop. Priest's socks are blacker than any other socks. Sometimes you see lay people wearing apparently black socks, but if you look closely, they are really very, very, very very dark blue."
serum_user 21.09.2019
2. Naja,
Auf der IAA gab es einen BMW in Vanta Black zu sehen. Bei normalem Streulicht konnte man tatsächlich keine Konturen sehen, aber wenn man ihn angestrahlt hat, schon.
VolkerSvoboda 21.09.2019
3. So, so
Betrahtet man die Bilder genauer so ist sofort erkennbar, dass der Diamant in dem angeblich schärzesten Schwarz duch eine Bildbearbeitungssoftware nachträglich geschwärzt wurde; die Konturen des Edelsteins sind sogar noch erkennbar...
mayazi 22.09.2019
4. Doch, doch.
Zitat von VolkerSvobodaBetrahtet man die Bilder genauer so ist sofort erkennbar, dass der Diamant in dem angeblich schärzesten Schwarz duch eine Bildbearbeitungssoftware nachträglich geschwärzt wurde; die Konturen des Edelsteins sind sogar noch erkennbar...
Hallo Herr Svoboda, genau das ist der Effekt von Vantablack oder dem neuen Schwarz: es sieht aus wie ausgeschnitten und man kann lediglich noch den Umriss erkennen, aber keine Binnenstrukturen mehr. Der Hintergrund, vor dem der Diamant aufgenommen wurde, ist nur "normal" schwarz, so dass man den schwärzeren Diamanten davor ausmachen kann. Ein paar Erklärungen zu Vantablack finden Sie zum Beispiel hier: https://youtu.be/fg2x0L4YAuU
Inky 22.09.2019
5. Schwarz
Zitat von euneginAls normaler Anwender stellt sich mir die Frage nach einem schwarzen Schwarz vor allem beim Sockenkauf. Hier habe ich viel von einem irischen katholischen Priester gelernt (Father Ted auf Craggy Island). Er schwört auf Priesterschwarz und gibt den entscheidenden Tip: "Never buy black socks in a normal shop. Priest's socks are blacker than any other socks. Sometimes you see lay people wearing apparently black socks, but if you look closely, they are really very, very, very very dark blue."
Laut Wikipedia ist "Schwarz (...) eine Farb- und Helligkeitsempfindung, die beim Fehlen eines visuellen Reizes entsteht, (...) wenn die Netzhaut keine Lichtwellen oder nur Lichtwellen geringer Intensität im sichtbaren Spektrum wahrnimmt". Bei >99.9% absorption kann man dann wohl von Schwarz sprechen, oder?!
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