Se vemos o mundo em cores, é por causa da interação entre a luz e a estrutura atômica dos objetos. A luz solar é de fato composta por todos os comprimentos de onda do espectro visível, mas quando atinge um objeto, parte dos comprimentos de onda será absorvida enquanto outra será refletida. São esses comprimentos de onda refletidos, capturados pelo nosso olhos e analisado pelo nosso cérebroque dará a cor do objeto observado. A cor de um objeto depende, portanto, de sua composição química e de sua estrutura eletrônica, que definirá quais comprimentos de onda serão absorvidos ou refletidos.
Ultrablack: absorção quase total de luz
Objetos que assim absorvem quase todos os comprimentos de onda parecem-nos… pretos! No entanto, existem pretos mais ou menos profundos, dependendo dos comprimentos de onda absorvidos.
As penas do magnífico Ptiloris magníficotambém chamada de ave do paraíso “gorge-d’”aço “, são pretos extremamente puros. Os cientistas falam em “ultrapreto” neste caso, quando menos de 0,5% dos comprimentos de onda são refletidos.
A ave do paraíso com garganta de aço inspirou pesquisadores da Universidade Cornell. © Paulo Maury, Laboratório Cornell de Ornitologia
Análise das penas deste pássaro também inspirou uma equipe de cientistas que busca produzir têxteis ultrapretos a custos mais baixos. Deve-se lembrar que materiais ultrapretos já foram produzidos anteriormente. É o caso da Vantablack, uma material surpreendentemente desenvolvido em 2014 por uma equipe britânica e que absorve 99,96% da luz. Um feito técnico que os pesquisadores do MIT superaram em 2019 com um material que atingiu um absorção 99,995% de luz. É difícil ficar mais escuro do que isso!
Vantablack é um dos pretos mais profundos já produzidos. © Surrey NanoSystems, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0
Nanofibrilas para “capturar” luz
No entanto, estes materiais ultranegros são difíceis de produzir e muito caros, elementos que dificultam a sua utilização comercial. Para produzir um tecido ultrapreto mais acessível, os investigadores da Universidade Cornell desenvolveram outra abordagem. Eles começaram tingindo um tecido de lã merino branco com um polímero de melanina sintético chamado polidopamina. Este tecido tingido foi então colocado em uma câmara de plasma para criar estruturas de tamanho nanométrico. Essas nanofibrilas, capazes de reter a luz, são diretamente inspiradas nas penas da ave do paraíso com garganta de aço. Eles permitiram atingir uma absorção de 99,87% da luz. O método é descrito na revista Comunicações da natureza.
“ A luz essencialmente reflete de um fibrila para o outro, em vez de ser refletido para fora. Isto é o que cria o efeito ultra preto », Explica Hansadi Jayamaha, principal autor do estudo, em comunicado de imprensa. O tecido também supera o desempenho da plumagem da ave. Enquanto este último perde suas propriedades assim que é visto de um pequeno ângulo, o tecido produzido pelos pesquisadores da Cornell mantém sua “ultranegritude” até um ângulo de 60°.
A estudante de moda da Universidade Cornell, Zoe Alvarez, criou um vestido usando vários tons de preto, incluindo o novo ultrablack (centro). © Ryan Young, Universidade Cornell
Aplicações muito variadas
Se este novo tecido certamente interessará aos players de moda e design para criar roupas, acessórios ou objetos visualmente surpreendentes, não é o único campo deaplicativo possível. Usar em sistemas solares térmico é possível, por exemplo. O material absorve quase toda a luz incidente, poderia de facto tornar possível converter aenergia brilhante em aquecer de forma muito eficaz.
Segundo os pesquisadores, também poderá ser utilizado em roupas ou equipamentos de camuflagem térmica, além de ter interesse em áreas como fotografiaimagem, óptica e astronomia. Um tal tecido, se puder ser adaptado a diversas superfícies, poderá de facto servir como revestimento interior em instrumentos fotoóticos para minimizar reflexos e “ruídos” luminosos.