Robert Klatt
Forscher haben aus Holzfasern zufällig eines der dunkelsten Materialien der Erde erschaffen. Nxylon absorbiert fast das komplette Licht und kann Teleskope, Solarmodul und andere Produkte verbessern.
Vancouver (Kanada). Forscher der University of British Columbia (UBC) um Dr. Evans haben versucht, Holz noch wasserabweisender zu machen. Bei einem ihrer Experimente haben sie dazu Schnittflächen von Holzfasern mit Hochenergieplasma bearbeitet, die sich daraufhin extrem schwarz verfärbt hat. Laut der Publikation im Fachmagazin Advanced Sustainable Systems haben die Wissenschaftler somit nicht ihr ursprüngliches Ziel erreicht, sondern zufällig ein neues, sogenanntes super-schwarzes Material erschaffen.
„Ultra-schwarze oder super-schwarze Materialien können mehr als 99 Prozent des auftreffenden Lichts absorbieren – deutlich mehr als normale schwarze Farbe, die etwa 97,5 Prozent des Lichts absorbiert.“
Messungen der Texas A&M University (A&M) bestätigen, dass das Material weniger als ein Prozent des einfallenden, sichtbaren Lichts reflektiert und nahezu das gesamte auftreffende Licht absorbiert. Das bearbeitete Holz gehört damit zu den dunkelsten Materialen der Erde. Die Forscher haben dem neuen super-schwarzen Material den Namen Nxylon (ausgesprochen: niks-uh-lon) gegeben, der sich von der griechischen Göttin der Nacht „Nyx“ und dem griechischen Wort für Holz „xylon“ ableitet.
Das neue Material hat laut den Wissenschaftlern neben seiner hohen Lichtabsorption weitere besonders Eigenschaften. Es bleibt selbst dann schwarz, wenn es mit einer Legierung, etwa einer Goldbeschichtung, beschichtet wird, um es elektrisch leitfähig zu machen. Analysen mit einem Elektronenmikroskop zeigen, dass dafür die einzigartige Struktur verantwortlich ist, die das Reflektieren von Licht verhindert.
„Die Zusammensetzung von Nxylon vereint die Vorteile natürlicher Materialien mit einzigartigen strukturellen Merkmalen, die es leicht, steif und einfach in komplexe Formen zu schneiden machen.“
Nxylon kann aus dem in Nordamerika weit verbreiteten Lindenholz, aber auch aus anderen Holzarten wie der Europäischen Linde, hergestellt werden. Es kann seltene schwarze Hölzer wie Ebenholz und Palisander und den schwarzen Edelstein Onyx ersetzen.
Außerdem sind super-schwarze Materialien wichtig für die Astronomie, weil sie als Beschichtung dabei helfen, bei Teleskop das Streulicht zu reduzieren und die Bildschärfe zu verbessern. Nxylon könnte zudem die Effizienz von Solarzellen erhöhen.
Angesichts der zahlreichen kommerziellen Anwendungsmöglichkeiten des Materials haben die Forscher das Start-up Nxylon Corporation of Canada gegründet, das in Kooperation mit anderen Unternehmen die industrielle Nutzung vorbereiten soll. Um größere Mengen von Nxylon herstellen zu können, arbeitet das Team aktuell an der Entwicklung eines großen Plasmareaktors.
„Nxylon kann aus nachhaltigen und erneuerbaren Materialien hergestellt werden, die in Nordamerika und Europa weit verbreitet sind, was zu neuen Anwendungen für Holz führt. Die Holzindustrie in B.C. wird oft als eine rückläufige Branche betrachtet, die sich auf Massenprodukte konzentriert – unsere Forschung zeigt ihr großes ungenutztes Potenzial.“
Advanced Sustainable Systems, doi: 10.1002/adsu.202400184
