Wissenschaftler der Cornell University haben den dunkelsten Stoff aller Zeiten entwickelt und dabei ein beispielloses Maß an Lichtabsorption erreicht – mit einem Reflexionsgrad von nur 0,13 %. Bei diesem Durchbruch geht es nicht nur um die Ästhetik; Es hat Auswirkungen auf Bereiche von der Mode bis zur Solarenergie. Der Schlüssel? Nachahmung des Gefieders des prächtigen Gewehrvogels, einer in Neuguinea und Australien beheimateten Art.
Das Geheimnis des Riflebird
Männliche Gewehrvögel besitzen Federn, die aufgrund einer einzigartigen Kombination aus Melaninpigment und mikroskopisch kleinen, dicht gepackten Filamenten, sogenannten Barbulen, fast unglaublich schwarz erscheinen. Diese Barbulen fangen Licht ein und bewirken bei frontaler Betrachtung eine nahezu vollständige Absorption. Obwohl der Effekt bei Winkeln abnimmt, inspirierte das Prinzip das Cornell-Team.
Engineering Ultra-Blackness
Die Forscher begannen damit, Merinowolle mit Polydopamin, einem synthetischen Melanin, zu färben. Eine einfache Beschichtung reichte jedoch nicht aus. Um die Lichtabsorption zu maximieren, ätzten sie den Stoff mit einer Plasmakammer und erzeugten nanoskalige Wucherungen, sogenannte Nanofibrillen. Diese Fibrillen fangen Licht ein und bewirken, dass es nach innen reflektiert wird, anstatt es nach außen zu reflektieren. Das Ergebnis ist ein Stoff, der selbst bei Winkeln von bis zu 60 Grad ultraschwarz bleibt, eine deutliche Verbesserung gegenüber bestehenden ultraschwarzen Materialien.
Anwendungen jenseits der Mode
Die Auswirkungen dieser Technologie gehen weit über die Kleidung hinaus. Das Material könnte die Effizienz von Solarmodulen verbessern, indem es die Lichtabsorption für die Umwandlung thermischer Energie maximiert. Darüber hinaus eröffnet es Möglichkeiten für eine thermoregulierende Tarnung, bei der der Stoff Wärme effektiv absorbieren kann.
Um seine Wirkung zu demonstrieren, entwarf die Modedesign-Absolventin Zoe Alvarez ein trägerloses Kleid aus dem ultraschwarzen Stoff und kombinierte es mit schillernden blauen Akzenten. Strikte Bildanpassungen bestätigten, dass das Schwarz konsistent blieb, während sich andere Farben veränderten, was seine einzigartigen Eigenschaften unterstrich. Das Team hat einen Patentschutz beantragt, mit dem Ziel, den Färbeprozess für natürliche Stoffe wie Baumwolle, Wolle und Seide zu kommerzialisieren.
Diese Innovation verbindet biologische Inspiration mit Materialwissenschaft und bietet einen Einblick, wie die Designs der Natur reale Herausforderungen lösen können.
Der dunkelste Stoff, der je hergestellt wurde, ist nicht nur eine optische Meisterleistung; Es ist ein Schritt hin zu einer effizienteren Energieumwandlung und fortschrittlichen Materialanwendungen.
