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Perfektes Schwarz macht Konturen unsichtbar

Technik|Digitales

Perfektes Schwarz macht Konturen unsichtbar
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Ein Überzug mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen lässt den Panzer auf dem Siliziumchip verschwinden. © L. J. Guo et al, University of Michigan/Applied Physics Letters
Kohlenstoff-Nanoröhren haben es als festestes bekanntes Material zu einem gewissen Ruhm gebracht. Die winzigen Zylinder, deren Oberfläche aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoff-Atomen besteht, können aber auch den Titel als dunkelste Materie der Welt beanspruchen, berichten jetzt Forscher von der University of Michigan: Ein Überzug aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen verschluckt sichtbares Licht nämlich so vollständig, dass die Form dreidimensionaler Objekte vollständig verborgen wird. Ein Siliziumchip mit einer Gravierung etwa sah nach der Behandlung mit den Nanoröhrchen vollkommen flach aus.

Der Trick der Forscher: Sie konstruierten den Röhrchen-Wald so, dass sein Brechungsindex exakt dem von Luft entsprach. Einfallendes Licht wurde von dem Nano-Überzug daher weder reflektiert noch gestreut. Dadurch wurde die Struktur der Oberfläche quasi unsichtbar. Da die Nanoröhrchen gleichzeitig 99,9 Prozent des einfallenden Lichtes absorbierten, erzeugten die Forscher um Haofei Shi sozusagen das perfekte Schwarz.

?Es ist kein Tarnmantel. Das Objekt kann immer noch einen Schatten werfen?, berichtet Jay Guo, einer der Co-Autoren. ?Aber wenn man ein Objekt mit diesem Überzug vor einen schwarzen Hintergrund hält, dann wird es tatsächlich unsichtbar.? Die Forscher können sich eine Reihe von Anwendungen für das faszinierende Material vorstellen. So könnte es bei Bildschirmen den Kontrast verstärken, Tarnkappenbomber noch besser verbergen oder Sonnenlicht in Wärme umwandeln.

?Der Wald aus Kohlenstoff-Nanoröhren kann einen großen Bereich elektromagnetischer Wellen absorbieren, von UV-Licht bis zu Terahertz-Wellen?, sagt Guo. Er und seine Kollegen spekulieren, dass Kohlenstoff-Nanoröhrchen ganze Planeten verschleiern könnten. Ein dicker Smog in der Atmosphäre könnte solche Welten für den Blick der meisten Teleskope unsichtbar machen – zumindest, wenn der Hintergrund hinter ihnen pechschwarz ist. Vielleicht könnten solche getarnten Planeten oder auch Sterne eines der größten Rätsel der Kosmologie lösen: Woraus die sogenannte dunkle Materie besteht. Die meisten Astronomen glauben, dass sie sich aus exotischen, bislang unbekannten Elementarteilchen zusammensetzt. Wenn Guo recht hat, handelt es sich um ganz normale Materie ? die nur tatsächlich sehr dunkel ist.

Haofei Shi (University of Michigan, USA), et al.: Applied Physics Letters, Bd. 99, 211103, doi:10.1063/1.3663873 © wissenschaft.de – Ute Kehse
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