Con una capacità di assorbire il 99,96% della luce che lo colpisce, il materiale noto come Vantablack ha guadagnato molta attenzione come materiale più nero del mondo, con gli scienziati che lo testano nello spazio e BMW che lo usa per dare al suo SUV X6 una vernice accattivante. Ma gli ingegneri del MIT sostengono ora di aver prodotto un materiale 10 volte più nero di qualsiasi cosa prima di esso, un progresso che potrebbe avere benefici utili per l’esplorazione spaziale in particolare.

Il nuovo materiale in realtà è venuto fuori per caso in un certo senso, come gli ingegneri del MIT guidati dal professore di aeronautica e astronautica Brian Wardle stavano sperimentando la conduttività elettrica dei nanotubi di carbonio (CNT) coltivati su materiali come l’alluminio. Ma nel trovare una soluzione a un problema che hanno incontrato lungo la strada, il team potrebbe aver inavvertitamente scoperto un modo per portare i materiali ultra-neri in un territorio ancora più oscuro.

Tentando di far crescere i CNT sull’alluminio, che è in realtà il modo in cui Vantablack e altri materiali ultra-neri sono prodotti insieme alla deposizione chimica del vapore, il team ha continuato a trovare strati di ossido che si formavano quando l’alluminio era esposto all’aria. Ma immergendo il foglio di alluminio in acqua salata prima di metterlo nel forno per far crescere i loro CNT, il team è stato in grado di evitare del tutto lo strato di ossido.

Senza lo strato di ossido da affrontare, il team è stato quindi in grado di far crescere i nanotubi di carbonio sull’alluminio a temperature molto più basse di quanto fosse possibile prima, a circa 100° C più freddo (180° F), per essere precisi. Questo ha portato a significativi guadagni nelle proprietà termiche ed elettriche del materiale, il che non è stato una sorpresa per gli scienziati. Quello che li ha presi alla sprovvista, tuttavia, è stato quanto fosse scuro il materiale.

“Ricordo di aver notato quanto fosse nero prima di far crescere i nanotubi di carbonio su di esso, e poi dopo la crescita, sembrava ancora più scuro”, dice l’ex postdoc del MIT e coautore dello studio Kehang Cui. “Così ho pensato di misurare la riflettanza ottica del campione”

L’analisi del team ha esaminato non solo ciò che il materiale era in grado di riflettere quando era sottoposto alla luce direttamente dall’alto, ma da ogni possibile angolo. Questo ha rivelato che il materiale ha assorbito almeno il 99,995 per cento di tutta la luce che lo ha colpito, superando significativamente le capacità di assorbimento della luce di materiali simili, tra cui il tanto celebrato Vantablack.

“La riflettività pubblicata di tutti gli altri materiali superblack nello spettro visibile, e vicino IR e IR, sono riassunti nel nostro documento, e il nostro materiale può essere visto per riflettere 10 volte meno luce attraverso lo spettro visibile a qualsiasi lunghezza d’onda rispetto al prossimo materiale meno riflettente, e almeno 10 volte meno di Vantablack sulla base dei loro dati,” Wardle dice a New Atlas.

Comprendere i meccanismi esatti dietro questo nuovo materiale ultra-nero richiede ancora più lavoro, anche se gli scienziati sospettano che abbia a che fare con il modo in cui queste foreste di nanotubi di carbonio intrappolano la luce e la convertono in calore. Mentre ci vorranno ulteriori indagini per individuare le ragioni esatte, questo nuovo materiale più nero dei materiali neri sta già generando un po’ di interesse in alcune comunità scientifiche.

Per ora, il team ha dimostrato il materiale come rivestimento per un diamante da 2 milioni di dollari, sostituendo le sue numerose sfaccettature e gli intricati dettagli con un vuoto nero senza vita. Le applicazioni potenziali più chiare per questo tipo di materiali, tuttavia, si trovano nel regno dell’esplorazione spaziale.

Quando i telescopi e gli strumenti di imaging sono rivolti verso corpi celesti lontani per lo studio, bloccando altre fonti di luce in modo che non inquinino il campo visivo è una parte importante del processo. Nel 2016 abbiamo visto una versione di Vantablack lanciata nello spazio per test a bordo di un satellite, e il nuovo materiale sviluppato al MIT potrebbe seguire un percorso simile. L’astrofisico e premio Nobel John Mather è uno che sta esplorando l’uso di questo nuovo materiale nella costruzione di sfumature avanzate che proteggono i telescopi spaziali dalla luce estranea.

“Le proprietà ottiche dei materiali non sono la specialità del mio gruppo, ma ho parlato con numerosi scienziati sulle applicazioni di intrappolamento della luce dei materiali neri negli strumenti ottici e nei laser, in particolare per migliorare l’efficacia delle ombre stellari che aiutano nell’identificazione e caratterizzazione degli esopianeti”, dice Wardle.

Un documento che descrive la ricerca del team è stato pubblicato sulla rivista ACS-Applied Materials and Interfaces.