Il nuovo rivestimento ultra nero per i telescopi potrebbe cambiare le regole del gioco

Astronomi e ricercatori sono sempre stati alla ricerca di modi per migliorare la nostra comprensione del cosmo scrutando stelle e galassie lontane anni luce dalla Terra. Recentemente, i ricercatori dell’Università della Scienza e della Tecnologia di Shanghai e dell’Accademia cinese delle Scienze hanno sviluppato un nuovo film sottile ultranero che potrebbe rivoluzionare la nostra capacità di osservare l’universo.

Ridurre al minimo la riflessione della luce

I rivestimenti neri sono da tempo un componente essenziale in vari campi dell'ottica e dell'aerospaziale, riducendo al minimo la riflessione della luce e migliorando la sensibilità degli strumenti ottici. Svolgono un ruolo cruciale nella creazione di condizioni di massima oscurità per le osservazioni astronomiche e nella riduzione del calore assorbito dai componenti spaziali.

Le superfici interne del telescopicompresi tubi ottici, specchi e lenti, sono rivestiti di nero per ridurre la dispersione della luce diffusa e migliorare la qualità delle immagini astronomiche.

Anche strumenti ottici come fotocamere o spettroscopi utilizzano questo tipo di rivestimento sulle loro superfici interne per ridurre al minimo i riflessi indesiderati che potrebbero degradare la qualità dell'immagine.

Si trovano anche su componenti di satelliti, sonde spaziali e altri veicoli spaziali per ridurre l'assorbimento del calore solare e mantenere stabili le temperature interne.

Inoltre i rivestimenti esistenti sono costituiti essenzialmente da Nanotubi di carbonio o silicio nero allineati verticalmente e presentano alcuni svantaggi significativi.

Innanzitutto, la loro fragilità ne limita l’utilizzo in ambienti difficili, come lo spazio, dove possono essere esposti a condizioni estreme. Inoltre, la loro applicazione complessi di superficicome i telescopi curvi, possono risultare difficoltosi, limitandone l'utilizzo in determinati contesti.

Rispondendo a queste preoccupazioni, i ricercatori dell’Università della Scienza e della Tecnologia di Shanghai e dell’Accademia cinese delle scienze hanno recentemente sviluppato un nuovo rivestimento ultra nero ad alte prestazioni.

Fino al 99,3% di luce

A differenza dei rivestimenti neri esistenti, questo nuovo dispositivo offre maggiore durata e versatilità. È anche molto più semplice da applicare a superfici complesse, il che lo rende la scelta ideale per dispositivi ottici, come i telescopi che possono presentare curvature significative o forme complesse.

Il gruppo di ricerca ha utilizzato un metodo di produzione chiamato deposizione di strati atomici (ALD). Questa tecnica, che avviene in una camera a vuoto ed espone un bersaglio a specifici tipi di gas, crea strati alternati di carburo di titanio drogato con alluminio (TiAlC) e nitruro di silicio (SiO2). Se combinati, questi strati agiscono come una barriera contro quasi tutta la luce, garantendo un efficace assorbimento della luce incidente.

I test hanno dimostrato che questo rivestimento ultra nero può assorbire fino al 99,3% delle lunghezze d'onda della luce da un'ampia gamma dello spettro elettromagnetico, dalla luce viola a 400 nanometri alla luce del vicino infrarosso a 1.000 nanometri.

Per fare un confronto, i dispositivi attuali possono assorbire tra il 95% e il 99% della luce incidente a seconda del loro design specifico e dei materiali utilizzati. Tuttavia, alcuni rivestimenti potrebbero avere prestazioni leggermente inferiori, ad esempio assorbendo il 90% della luce o meno.

Ricercatori Speranza che questo rivestimento ultra nero aprirà la strada a una nuova generazione di telescopi spaziali e apparecchiature ottiche che consentiranno agli astronomi di esplorare ancora più in profondità l’universo e di fare scoperte rivoluzionarie sulle origini del nostro cosmo.

Questo progresso potrebbe avere applicazioni anche in altri settori, come la tecnologia dei sensori e i sistemi di imaging, dove il massimo assorbimento della luce è essenziale per prestazioni ottimali.