Fängt Licht ein: Forscher entwickeln bisher schwärzesten Textil-Stoff

Wer sich beim nächsten Metal-Konzert vom allgegenwärtigen Schwarz abheben will, könnte in Zukunft zu einem Stoff greifen, der noch dunkler ist als alles, was bislang aus Textilien bekannt war. Entwickelt wurde er von Forschern an der Cornell University.

Basis ist normale Wolle

Das Material absorbiert 99,87 Prozent des einfallenden Lichts, das ist ein neuer Rekord für Stoffe. Dass herkömmliche Färbeverfahren dafür nicht ausreichen, liegt an der Physik: Um ein wirklich ultraschwarzes Material herzustellen, muss die Oberfläche auf Nanometer-Ebene so gestaltet werden, dass Licht nicht wieder entweichen kann.

Die Forschenden starteten in ihrem Projekt mit gewöhnlicher, weißer Merinowolle. Diese wurde zunächst mit Polydopamin behandelt, einem synthetischen Polymer, das dem natürlichen Pigment Melanin ähnelt. Anschließend kam der Stoff in eine Plasmakammer, wo winzige Nanofibrillen eingraviert wurden: fadenförmige Strukturen, die Licht einfangen und im Innern des Materials hin- und herprallen lassen. Die Patches direkt am zentralen Blau sind aus dem neuen Material, die anderen sind normaler schwarzer Stoff "Das Licht wird zwischen den feinen Fasern regelrecht gefangen", erklärte Hansadi Jayamaha, Faserspezialistin und Designerin an der Cornell University. "Genau dieses Wechselspiel führt zum extremen Schwärze-Effekt." Die Ergebnisse der Arbeit wurden im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.

An der Natur abgeschaut

Die Natur diente dabei als Vorlage. Inspiriert wurden die Forschenden vom prächtigen Riflebird aus Neuguinea und Nordaustralien. Das Männchen dieser Paradiesvogel-Art zeichnet sich durch einen stark schillernden, blaugrünen Brustbereich und ultradunkle Federn am übrigen Körper aus. Doch das neue Cornell-Material übertrifft sein tierisches Vorbild in einem Punkt: Während das Gefieder des Vogels nur frontal betrachtet seine tiefste Schwärze zeigt und aus anderen Winkeln reflektiert, bleibt der Stoff selbst bei Blickwinkeln von bis zu 60 Grad fast vollständig lichtabsorbierend.

Dass der Stoff nicht nur im Labor beeindruckt, zeigt ein Modeprojekt der Cornell-Studentin Zoe Alvarez. Sie entwarf ein Kleid, dessen Farbtöne allmählich ins Ultrablack übergehen und das in der Mitte ein blau-grünes Element als Hommage an den Riflebird trägt.


Ganz an die absolute Dunkelheit von Materialien wie Vantablack oder noch dunkleren Kohlenstoffnanoröhrchen-Strukturen reicht das neue Gewebe nicht heran. Diese erreichen Werte von über 99,96 beziehungsweise 99,995 Prozent Lichtabsorption. Doch im Gegensatz zu diesen extrem aufwendigen Hightech-Materialien lässt sich der Cornell-Stoff vergleichsweise einfach und kostengünstig in größeren Mengen herstellen.


Siehe auch: