Gracias a un descubrimiento accidental, investigadores de la Universidad de Columbia Británica han desarrollado un nuevo material súper negro que absorbe casi toda la luz, abriendo posibles aplicaciones en joyería fina, células solares y dispositivos ópticos de precisión.
El profesor Philip Evans y el estudiante de doctorado Kenny Cheng estaban experimentando con plasma de alta energía para hacer que la madera fuera más resistente al agua. Sin embargo, cuando aplicaron la técnica a los bordes cortados de las células de madera, las superficies se volvieron extremadamente negras.
Las mediciones realizadas por el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Texas A&M confirmaron que el material refleja menos del uno por ciento de la luz visible, absorbiendo casi toda la luz que incide sobre él.
En lugar de abandonar este descubrimiento accidental, el equipo decidió centrar su atención en el diseño de materiales súper negros, contribuyendo a un nuevo enfoque en la búsqueda de los elementos más oscuros de la Tierra.
“El material ultranegro o súper negro puede absorber más del 99 por ciento de la luz que le llega, significativamente más que la pintura negra ordinaria, que absorbe alrededor del 97,5 por ciento de la luz”, explicó el Dr. Evans, profesor de la Facultad de Cátedra de Liderazgo en Tecnología de Fabricación de Silvicultura y Productos Forestales Avanzados.
Los materiales súper negros se buscan cada vez más en la astronomía, donde los revestimientos ultra negros de los dispositivos ayudan a reducir la luz parásita y mejorar la claridad de la imagen. Los revestimientos súper negros pueden aumentar la eficiencia de las células solares. También se utilizan para fabricar bienes de consumo de lujo, como piezas de arte y relojes.
Los investigadores desarrollaron prototipos de productos comerciales utilizando su madera súper negra, centrándose inicialmente en relojes y joyas, con planes de explorar otras aplicaciones comerciales en el futuro.
Madera increíble
El equipo nombró y registró su invento como Nxylon (niks-uh-lon), Nyx, la diosa griega de la noche, y xylon, la palabra griega para madera.
Lo más sorprendente es que Nxylon permanece negro incluso cuando está recubierto con una aleación, como una capa de oro aplicada a la madera para hacerla lo suficientemente conductora eléctricamente como para poder verla y estudiarla con un microscopio electrónico. Esto se debe a que la estructura de Nxylon evita naturalmente que la luz se escape en lugar de depender de pigmentos negros.
El equipo de la UBC ha demostrado que Nxylon puede reemplazar maderas negras caras y raras como el ébano y el palo de rosa en las esferas de los relojes, y puede usarse en joyería para reemplazar la piedra preciosa negra ónix.
“La composición de Nxylon combina los beneficios de los materiales naturales con propiedades estructurales únicas, lo que lo hace liviano, resistente y fácil de cortar en formas complejas”, afirmó el Dr. Evans dijo
Hecho de tilo, un árbol que se encuentra ampliamente en América del Norte y apreciado para el tallado a mano, cajas, contraventanas e instrumentos musicales, Nxylon puede utilizar otros tipos de madera, como la madera de tilo europea.
Dar nueva vida a la silvicultura
El Dr. Evans y sus colegas planean lanzar una nueva empresa, Nxylon Corporation of Canada, para expandir las aplicaciones de Nxylon en colaboración con proveedores de joyería, artistas y diseñadores de productos tecnológicos. Planean construir un horno de plasma a escala comercial para producir muestras de madera súper negra más grandes, adecuadas para techos y revestimientos no reflectantes.
“Nxylon se puede fabricar a partir de materiales sostenibles y renovables ampliamente disponibles en América del Norte y Europa, lo que lleva a nuevas aplicaciones para la madera. La industria de la madera en Columbia Británica a menudo se considera una industria en decadencia centrada en productos básicos; nuestra investigación muestra que muestra grandes logros sin explotar. potencial, afirma el Dr. Evans.
Otros investigadores que contribuyeron a este trabajo fueron Vicky Ma, Dengcheng Feng y Sarah Xu (todos de la Facultad de Silvicultura de la UBC); Luke Schmidt (Texas A&M); y Mick Turner (Universidad Nacional de Australia).