Le plus noir des noirs développé par le MIT à partir de nanotubes de carbone

16 septembre 2019 à 19h31
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MIT noir le plus noir
© R. Capanna, A. Berlato et A. Pinato - MIT

Des ingénieurs du MIT ont mis au point un matériau dix fois plus noir que tout ce qui avait pu être enregistré auparavant. Ils ont pour cela utilisé des nanotubes de carbone, disposés sur une feuille d'aluminium traitée. Et anecdote étonnante : l'objet de leur recherche n'était pas du tout cette quête du noir absolu !

Si on peut laver plus blanc que blanc, on peut aussi créer du noir plus noir que noir. En réalité, la propriété essentielle à mesurer pour une teinte sombre est l'absorption de la lumière. Plus cet indicateur est élevé, plus le matériau sera considéré comme noir.

Un bel exemple de sérendipité

Et des chercheurs de l'université américaine du Massachusetts Institute of Technology (MIT) sont parvenus à battre le record mondial d'absorption de lumière. Pourtant, ils n'étaient absolument pas partis dans cette direction.

Brian Wardle, professeur d'aéronautique et d'astronautique au MIT, et Kehang Cui, ancien post-doc de l'université et aujourd'hui professeur à l'université Jiao-tong de Shanghai, sont les deux co-auteurs de l'étude. Ensemble, ils travaillaient sur l'élaboration d'un matériau qui conduirait efficacement l'électricité et la chaleur. À cet effet, ils expérimentaient différents moyens de disposer des nanotubes de carbone - sortes de microfilaments d'atomes de carbone enroulés sur eux-mêmes - sur une feuille d'aluminium.

Ils se sont néanmoins heurtés à un obstacle : durant leur expérience, une couche d'oxyde recouvrait le métal, jouant le rôle d'isolant. Pour résoudre ce problème, ils ont alors trempé la feuille d'aluminium dans de l'eau salée, les ions chlorure de la solution permettant de dissoudre la strate indésirée. Cela leur a alors permis de placer plus facilement les nanotubes de carbone, et d'améliorer les propriétés de conduction thermique et électrique du matériau.


Mais dans le même temps, ils ont également été surpris par la couleur du matériau, d'un noir très intense. Cette découverte scientifique étant totalement inattendue : on parle ainsi de sérendipité.

La lumière absorbée à plus de 99,99 %

Les chercheurs ont en effet décidé de mesurer les propriétés optiques de leur matériau, ce qui n'était pas prévu. Et ils ont évalué que leur création absorbait plus de 99,995 % de la lumière entrante, un chiffre encore jamais atteint. Concrètement, cela signifie notamment que si la surface présentait des bosses ou des aspérités, celles-ci seraient invisibles, se fondant dans l'obscurité.

Pour en faire la démonstration, les scientifiques ont collaboré avec l'artiste Diemut Strebe. Ils ont ainsi présenté un diamant jaune naturel, de 16,78 carats, recouvert par le nouveau matériau, pour se rendre compte de l'effet produit (voir photo ci-dessus). Mais l'art n'est pas la seule application possible et, d'après les auteurs de la découverte, le matériau pourrait être utilisé en particulier en optique et en sciences spatiales.


Enfin, dernier aspect insolite : les ingénieurs ne savent pas encore exactement pourquoi ce matériau est aussi noir. Cette compréhension devra faire l'objet d'une étude plus approfondie.

Source : ScienceDaily
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