Con disculpas a "Spinal Tap, "parece que el negro puede, Por supuesto, ponerse más negro.

Los ingenieros del MIT informan hoy que han cocinado un material que es 10 veces más negro que cualquier otro que se haya informado anteriormente. El material está hecho de nanotubos de carbono alineados verticalmente, o CNT:filamentos microscópicos de carbono, como un bosque borroso de árboles diminutos, que el equipo creció sobre una superficie de papel de aluminio grabado con cloro. La lámina captura más del 99,96 por ciento de cualquier luz entrante, convirtiéndolo en el material más negro registrado.

Los investigadores han publicado sus hallazgos hoy en la revista. Materiales e interfaces aplicados por ACS . También están exhibiendo el material similar a una capa como parte de una nueva exhibición hoy en la Bolsa de Valores de Nueva York. titulado "La redención de la vanidad".

La obra de arte, una colaboración entre Brian Wardle, profesor de aeronáutica y astronáutica en el MIT, y su grupo, y el artista residente del MIT Diemut Strebe, presenta un diamante amarillo natural de 16,78 quilates, estimado en $ 2 millones, que el equipo cubrió con lo nuevo, material CNT ultrablack. El efecto es deslumbrante:la gema, normalmente brillantemente facetado, aparece como un piso, vacío negro.

Wardle dice que el material de la CNT, además de hacer una declaración artística, también puede ser de uso práctico, por ejemplo en anteojeras ópticas que reducen el deslumbramiento no deseado, para ayudar a los telescopios espaciales a detectar exoplanetas en órbita.

"Hay aplicaciones de ciencia óptica y espacial para materiales muy negros, y por supuesto, los artistas se han interesado por el negro, retrocediendo mucho antes del Renacimiento, "Dice Wardle." Nuestro material es 10 veces más negro que cualquier otro que se haya informado, pero creo que el negro más negro es un objetivo en constante movimiento. Alguien encontrará un material más negro y eventualmente entenderemos todos los mecanismos subyacentes, y podrá diseñar correctamente el negro definitivo ".

El coautor de Wardle en el artículo es el ex postdoctorado del MIT Kehang Cui, ahora es profesor en la Universidad Jiao Tong de Shanghai.

Dentro del vacío

Wardle y Cui no tenían la intención de diseñar un material ultranegro. En lugar de, estaban experimentando con formas de cultivar nanotubos de carbono en materiales conductores de electricidad como el aluminio, para potenciar sus propiedades eléctricas y térmicas.

Pero al intentar cultivar CNT en aluminio, Cui chocó contra una barrera, literalmente:una capa de óxido siempre presente que recubre el aluminio cuando se expone al aire. Esta capa de óxido actúa como aislante, bloqueando en lugar de conducir electricidad y calor. Mientras buscaba formas de eliminar la capa de óxido de aluminio, Cui encontró una solución en sal, o cloruro de sodio.

En el momento, El grupo de Wardle estaba usando sal y otros productos de despensa, como bicarbonato de sodio y detergente, para cultivar nanotubos de carbono. En sus pruebas con sal, Cui notó que los iones de cloruro estaban devorando la superficie del aluminio y disolviendo su capa de óxido.

"Este proceso de grabado es común para muchos metales, "Cui dice". Por ejemplo, los barcos sufren la corrosión del agua del océano a base de cloro. Ahora estamos usando este proceso a nuestro favor ".

Cui descubrió que si empapaba papel de aluminio en agua salada, podría quitar la capa de óxido. Luego transfirió la lámina a un ambiente libre de oxígeno para evitar la reoxidación, y finalmente, colocó el aluminio grabado en un horno, donde el grupo llevó a cabo técnicas para cultivar nanotubos de carbono a través de un proceso llamado deposición química de vapor.

Al eliminar la capa de óxido, los investigadores pudieron cultivar nanotubos de carbono en aluminio, a temperaturas mucho más bajas de lo que lo harían de otra manera, unos 100 grados centígrados. También vieron que la combinación de CNT en aluminio mejoró significativamente las propiedades térmicas y eléctricas del material, un hallazgo que esperaban.

Lo que les sorprendió fue el color del material.

"Recuerdo haber notado lo negro que era antes de cultivar nanotubos de carbono en él, y luego después del crecimiento, se veía aún más oscuro, "Cui recuerda." Así que pensé que debería medir la reflectancia óptica de la muestra.

"Nuestro grupo no suele centrarse en las propiedades ópticas de los materiales, pero este trabajo se estaba llevando a cabo al mismo tiempo que nuestras colaboraciones entre arte y ciencia con Diemut, así que el arte influyó en la ciencia en este caso, "dice Wardle.

Wardle y Cui, que han solicitado una patente sobre la tecnología, están poniendo el nuevo proceso CNT a disposición de cualquier artista para que lo utilice en un proyecto de arte no comercial.

"Creado para soportar abusos"

Cui midió la cantidad de luz reflejada por el material, no solo directamente desde arriba, pero también desde cualquier otro ángulo posible. Los resultados mostraron que el material absorbió más del 99,995 por ciento de la luz entrante, desde todos los ángulos. En esencia, si el material contenía protuberancias o estrías, o características de cualquier tipo, no importa desde qué ángulo se haya visto, estas características serían invisibles, oscurecido en un vacío de negro.

Los investigadores no están completamente seguros del mecanismo que contribuye a la opacidad del material, pero sospechan que puede tener algo que ver con la combinación de aluminio grabado, que está algo ennegrecido, con los nanotubos de carbono. Los científicos creen que los bosques de nanotubos de carbono pueden atrapar y convertir la mayor parte de la luz entrante en calor, reflejando muy poco de ella como luz, dando así a los CNT un tono particularmente negro.

"Se sabe que los bosques de CNT de diferentes variedades son extremadamente negros, pero hay una falta de comprensión mecanicista de por qué este material es el más negro. Eso necesita más estudio, "Dice Wardle.