Med en evne til at opsuge 99,96 procent af det lys, der rammer det, har det materiale, der er kendt som Vantablack, fået masser af opmærksomhed som verdens sorteste materiale, idet forskere har testet det i rummet, og BMW har brugt det til at give sin X6 SUV en iøjnefaldende lakering. Men MIT-ingeniører hævder nu, at de har fremstillet et materiale, der er 10 gange mere sort end noget andet før det, hvilket er et fremskridt, der især kan have nyttige fordele for udforskning af rummet.

Det nye materiale opstod faktisk på en måde ved et uheld, da MIT-ingeniører under ledelse af professor i luft- og rumfart Brian Wardle eksperimenterede med den elektriske ledningsevne af kulstofnanorør (CNT’er), der var vokset på materialer som f.eks. aluminium. Men ved at finde en løsning på et problem, som de stødte på undervejs, har holdet måske uforvarende opdaget en måde at bringe ultrasorte materialer ind på et endnu mørkere område.

Da holdet forsøgte at dyrke CNT’er på alumnium, som faktisk er den måde, hvorpå Vantablack og andre ultrasorte materialer fremstilles sammen med kemisk dampudfældning, blev holdet ved med at finde lag af oxid, der blev dannet, når aluminiumet blev udsat for luft. Men ved at lægge aluminiumsfolien i blød i saltvand, inden den blev sat i ovnen for at dyrke deres CNT’er, kunne holdet helt undgå oxidlaget.

Selv uden oxidlaget at kæmpe med kunne holdet derefter dyrke kulstofnanorørene på aluminiumet ved langt lavere temperaturer end tidligere, nærmere bestemt ved omkring 100° C koldere (180° F). Dette medførte betydelige forbedringer af materialets termiske og elektriske egenskaber, hvilket ikke kom som en overraskelse for forskerne. Det, der imidlertid overraskede dem, var, hvor mørkt materialet syntes at være.

“Jeg kan huske, at jeg bemærkede, hvor sort det var, før kulstofnanorørene voksede på det, og efter væksten så det endnu mørkere ud,” siger Kehang Cui, tidligere postdoc ved MIT og medforfatter til undersøgelsen. “Så jeg tænkte, at jeg burde måle prøvens optiske refleksionsevne.”

La teamets analyse kiggede ikke kun på, hvad materialet var i stand til at reflektere, når det blev udsat for lys fra direkte over hovedet, men fra alle mulige vinkler. Dette afslørede, at materialet absorberede mindst 99,995 procent af alt lys, der ramte det, hvilket overgik lignende materialers lysabsorberende evne, herunder det meget roste Vantablack, betydeligt.

“Den offentliggjorte refleksionsevne for alle de andre supersorte materialer i det synlige spektrum og nær IR og IR er opsummeret i vores papir, og vores materiale kan ses at reflektere 10 gange mindre lys i hele det synlige spektrum ved enhver given bølgelængde end det næstmindst reflekterende materiale, og mindst 10 gange mindre end Vantablack baseret på deres data,” siger Wardle til New Atlas.

Forståelsen af de nøjagtige mekanismer bag dette nye ultrasorte materiale kræver stadig mere arbejde, men forskerne formoder, at det har noget at gøre med den måde, hvorpå disse skove af kulstofnanorør fanger lys og omdanner det til varme. Selv om det vil kræve yderligere undersøgelser at fastslå de nøjagtige årsager, vækker dette nye sorteste af de sorte materialer allerede en vis interesse i visse videnskabelige kredse.

Foreløbig har holdet demonstreret materialet som belægning på en diamant til 2 millioner dollars, der erstatter dens mange facetter og indviklede detaljer med et livløst, sort tomrum. De klareste potentielle anvendelser for denne type materialer ligger imidlertid inden for rumforskning.

Når teleskoper og billeddannende instrumenter vendes mod fjerne himmellegemer for at blive studeret, er det en vigtig del af processen at blokere andre lyskilder, så de ikke forurener synsfeltet, så de ikke forurener synsfeltet. I 2016 så vi en version af Vantablack blive sendt ud i rummet for at blive testet om bord på en satellit, og det nye materiale, der er udviklet på MIT, kan følge en lignende vej. Astrofysiker og nobelpristager John Mather er en af dem, der udforsker at bruge dette nye materiale i konstruktionen af avancerede skygger, der beskytter rumteleskoper mod fremmedlys.

“Optiske materialeegenskaber er ikke min gruppes speciale, men jeg har talt med mange forskere om lysindfangende anvendelser af sorte materialer i optiske instrumenter og lasere, især med henblik på at forbedre effektiviteten af stjerneskærme, som hjælper med at identificere og karakterisere exoplaneter”, siger Wardle.

En artikel, der beskriver holdets forskning, blev offentliggjort i tidsskriftet ACS-Applied Materials and Interfaces.