Free Press

MIT-ingenjörer har skapat en svartast svarta beläggning av kolnanorör som enligt uppgift är 10 gånger mörkare än något material som skapats tidigare, inklusive Vantablack.

Beläggningen, som är tillverkad av vertikalt riktade kolnanorör (CNT) som odlats på klorinetsad aluminiumfolie, kan absorbera 99,995 procent av det synliga ljuset.

”Vårt material är 10 gånger svartare än något som någonsin har rapporterats”, säger Brian Wardle, professor i flygteknik och astronautik vid MIT.

Vantablack, som skapades av Surrey NanoSystems, absorberar upp till 99,96 procent av det synliga ljuset och var inte ens det tidigare svartaste svarta som registrerats.

Wardle och ett forskarlag vid MIT skapade beläggningen när de experimenterade med sätt att odla CNT på aluminium för att förbättra dess ledningsförmåga.

När aluminium utsätts för luft bildar det ett lager av oxid, vilket hindrar dess värme- och elledande egenskaper. För att avlägsna detta lager blötläggde forskarna aluminiumfolien i klorbaserat saltvatten.

Den etsade folien överfördes till en syrefri miljö och placerades sedan i en ugn för att odla CNT genom kemisk förångningsdeposition.

Svartaste svart som skapades av en olyckshändelse

Som väntat förbättrade denna process materialets termiska och elektriska egenskaper. Men materialets färg överraskade forskarna.

”Jag minns att jag lade märke till hur svart det var innan CNT växte på det, och efter tillväxten såg det ännu mörkare ut”, säger Kehang Cui, som tillsammans med Wardle är medförfattare till artikeln om det nya svarta.

”Så jag tänkte att jag borde mäta provets optiska reflektionsförmåga.”

Cui testade materialet när det var upplyst från alla tänkbara vinklar och upptäckte att det absorberade 99.995 procent av inkommande ljus.

”Bristande förståelse” varför nytt material är det svartaste

De små, skogsliknande klustren av kolnanorör fångar upp ljuset, så att eventuella åsar eller ojämnheter blir osynliga och materialet framstår som ett svart tomrum.

”Det är känt att CNT-skogar av olika sorter är extremt svarta, men det finns en bristande mekanistisk förståelse för varför det här materialet är det svartaste”, säger Wardle. ”Det behöver studeras ytterligare.”

Detta nya svartaste svarta material har väckt intresse från flygindustrin. Instrument som kameror och teleskop som används för att studera kosmos gynnas av svarta beläggningar som kan absorbera oönskad bländning.

”Skulle du vilja se en jord som kretsar kring en annan stjärna? Vi behöver något mycket svart”, säger astrofysikern och nobelpristagaren John Mather.

”Och det svarta måste vara hårt för att klara en raketuppskjutning. Gamla versioner var ömtåliga skogar av päls, men de här är mer som grytskrubbar – byggda för att tåla misshandel.”

Senaste utvecklingen i tävlingen om att skapa det svartaste svarta

Som att publicera en forskningsrapport om ämnet har MIT-teamet samarbetat med Diemut Strebe, artist-in-residence vid MIT:s center för konst, vetenskap och teknik, för att visa upp materialets potential.

Strebe har belagt en 16,78 karats naturlig gul diamant på 2 miljoner dollar (1,6 miljoner pund) med materialet, så att den briljanta ädelstenen framstår som ett svävande svart tomrum. Verket kallas Redemption of Vanity.

Konkurrensen om att utveckla och kontrollera det svartaste svarta är hård. Konstnären Anish Kapoor är ökänd och kontrollerar rättigheterna att använda Vantablack i konsten, vilket fick konstnären Stuart Semple att utveckla Black 3.0, en akrylfärg som konkurrerar med Vantablack och som Kapoor är förbjuden att använda.

Men MIT-teamet ser med tillförsikt på tävlingen om att skapa det mörkaste materialet.

”Det svärtaste svarta är ett mål som hela tiden rör sig”, säger Wardle.

”Någon kommer att hitta ett svartare material, och så småningom kommer vi att förstå alla underliggande mekanismer, och kommer att kunna konstruera det ultimata svarta på rätt sätt.”

Fotografi av Diemut Strebe.