Superschwarz (Vantablack)
Schwarz beschreibt im physikalischen Sinn das weitgehende Fehlen von reflektiertem Licht: Je mehr Licht ein Material absorbiert, desto dunkler wirkt es. Im Jahr 2014 berichteten Forscher von Surrey NanoSystems über ein Material, das einen extrem großen Anteil des einfallenden Lichts absorbiert.
Vantablack – „Superschwarz“
Nach Angaben der Entwickler absorbiert das Material bis zu 99,965 % des einfallenden Lichts. Dadurch erscheinen Oberflächen beinahe ohne Struktur und ohne räumliche Tiefe – Formen wirken wie „ausgeschnitten“ oder flächig.
Vergleich: Kohlenstoff und Superschwarz
Zum Vergleich: Kohlenstoffbasierte schwarze Materialien, die wir als „sehr schwarz“ wahrnehmen, reflektieren dennoch einen messbaren Anteil des auftreffenden Lichts. Bei Superschwarz-Materialien wird die Restreflexion extrem minimiert, wodurch der Eindruck eines nahezu lichtlosen Schwarz entsteht.
Wie funktioniert das?
Vantablack basiert auf einer nanostrukturierten Oberfläche aus sehr feinen Kohlenstoffröhrchen, die senkrecht auf einem Trägermaterial stehen. Man kann sich das wie einen mikroskopisch feinen „Pelz“ vorstellen: Licht dringt zwischen die Strukturen ein, wird mehrfach gestreut und dabei nahezu vollständig absorbiert.
Die absorbierte Lichtenergie wird in Wärme umgewandelt, wodurch sich das Material minimal erwärmt.
Herstellung – technische Herausforderung
Die Herstellung solcher Nanoröhrchen erfordert normalerweise sehr hohe Temperaturen. Da der Schmelzpunkt von Aluminium unter klassischen Prozessbedingungen liegen kann, mussten Verfahren angepasst werden. Berichtet wurde von einer zusätzlichen Beschichtung, die das Infrarotlicht absorbiert und so die Prozessbedingungen ermöglicht.
Anwendungen
Ein möglicher Einsatzbereich sind optische Systeme, etwa in der Raumfahrt: Superschwarz kann störende Reflexionen im Inneren von Teleskopen oder Sensoren reduzieren und dadurch Messungen verbessern.
Quelle (Hinweis)
Die Arbeit wurde nach damaligen Angaben in der Fachzeitschrift Optics Express veröffentlicht (Stand: 02.08.2014).