Wetenschappers van Cornell University hebben de donkerste stof ooit gemaakt, waardoor een ongekend niveau van lichtabsorptie is bereikt – met een reflectievermogen van slechts 0,13%. Deze doorbraak gaat niet alleen over esthetiek; het heeft gevolgen voor gebieden variërend van mode tot zonne-energie. De sleutel? Het bootst het verenkleed na van de prachtige geweervogel, een soort afkomstig uit Nieuw-Guinea en Australië.
Het geheim van de geweervogel
Mannelijke geweervogels hebben veren die bijna onmogelijk zwart lijken, als gevolg van een unieke combinatie van melaninepigment en microscopisch kleine, dicht opeengepakte filamenten die baardjes worden genoemd. Deze baardjes vangen licht op, waardoor ze bijna volledig worden geabsorbeerd als ze van voren worden bekeken. Hoewel het effect onder hoeken afneemt, inspireerde het principe het Cornell-team.
Engineering ultra-zwartheid
De onderzoekers begonnen met het verven van merinowol met polydopamine, een synthetische melanine. Een eenvoudige coating was echter niet voldoende. Om de lichtabsorptie te maximaliseren, gebruikten ze een plasmakamer om de stof te etsen, waardoor gezwellen op nanoschaal ontstonden die nanofibrillen worden genoemd. Deze fibrillen vangen licht op, waardoor het naar binnen stuitert in plaats van naar buiten reflecteert. Het resultaat is een stof die zelfs onder hoeken tot 60 graden ultrazwart blijft, een aanzienlijke verbetering ten opzichte van bestaande ultrazwarte materialen.
Toepassingen die verder gaan dan mode
De implicaties van deze technologie reiken veel verder dan alleen kleding. Het materiaal zou de efficiëntie van zonnepanelen kunnen verbeteren door de lichtabsorptie voor thermische energieconversie te maximaliseren. Bovendien opent het mogelijkheden voor thermoregulerende camouflage, waarbij de stof warmte effectief kan absorberen.
Om de impact ervan te bewijzen, creëerde Zoe Alvarez, afgestudeerd in modeontwerp, een strapless jurk van ultrazwarte stof, gecombineerd met iriserende blauwe accenten. Rigoureuze beeldaanpassingen bevestigden dat het zwart consistent bleef terwijl andere kleuren verschoven, wat de unieke eigenschappen ervan onderstreepte. Het team heeft patentbescherming aangevraagd, met als doel het verfproces voor natuurlijke stoffen zoals katoen, wol en zijde te commercialiseren.
Deze innovatie combineert biologische inspiratie met materiaalwetenschap en biedt een kijkje in hoe de ontwerpen van de natuur reële uitdagingen kunnen oplossen.
De donkerste stof ooit gemaakt is niet alleen een visueel hoogstandje; het is een stap in de richting van efficiëntere energieconversie en geavanceerde materiaaltoepassingen.
