Las imágenes que obtenemos estos días de telescopios avanzados, como el Telescopio Espacial James Webb, sin duda nos dejan asombrados y maravillados ante las galaxias que existen. Años luz lejos de Tierra. Pero ¿y si estas imágenes pudieran mejorarse aún más? Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai y de la Academia de Ciencias de China esperan contribuir a ello mediante el desarrollo de un dispositivo delgado y laminación ultranegra para aleaciones de magnesio de grado aeroespacial.
Piénsalo de esta manera: cuando quieras ver el estrellas y busca planetas en una noche despejada, necesitas que esté lo más oscura posible. Entonces, para hacer esto, puedes alejarte de las luces de la ciudad y trasladarte a una zona más rural donde puedas encontrarte en completa oscuridad, excepto quizás por la luz de la luna. El mismo concepto es válido para los astrónomos que trabajan con óptica de precisión. Pero se están volviendo un poco más inventivos. Para conseguir la oscuridad más oscura no se buscan únicamente zonas sin alumbrado urbano. También incorporan pintura negra en sus procesos de observación de estrellas, cubriendo sus dispositivos con dicho pigmento para reducir la luz parásita tanto como sea posible y proporcionar la mejor imagen y rendimiento posibles. La misma teoría se aplica cuando se construye un telescopio que funciona en espacio también.
Teniendo esto en cuenta, el nuevo revestimiento negro del equipo puede absorber hasta el 99,3% de la luz, incluso en las condiciones más duras.
«Los recubrimientos negros existentes, como los nanotubos de carbono alineados verticalmente o el silicio negro, están limitados por su fragilidad», explica Yunzhen Cao, coautor del estudio.autor y profesor del Instituto de Cerámica de Shanghai, dijo la Academia de Ciencias de China en un informe. «También es difícil para muchos otros métodos de recubrimiento aplicar recubrimientos dentro de un tubo o en otras estructuras complejas. Esto es importante para su aplicación en dispositivos ópticos porque a menudo tienen una curvatura significativa o formas complejas».
El equipo de investigación utilizó la deposición de capas atómicas (ALD) para abordar estas preocupaciones, que es una técnica de fabricación que tiene lugar en una cámara de vacío y expone un objetivo a tipos específicos de gas. El revestimiento ultranegro se crea alternando capas de carburo de titanio dopado con aluminio (TiAlC) y nitruro de silicio (SiO2) que, cuando se combinan, actúan como una barrera contra casi toda la luz.
«Una de las grandes ventajas del método ALD es su excelente capacidad de cobertura de pasos, lo que significa que podemos lograr una cobertura de película uniforme en superficies muy complejas, como cilindros, pilares y zanjas», dijo Cao. «El TiAlC actuó como una capa absorbente y el SiO2 se utilizó para crear una estructura antirreflectante. Como resultado, casi toda la luz incidente queda atrapada en la película multicapa, lo que permite una absorción eficiente de la luz».
A partir de las pruebas, el equipo concluyó que el 99,3 por ciento de las longitudes de onda de la luz de un amplio rango del espectro electromagnético fueron absorbidas en promedio, desde la luz violeta de 400 nanómetros hasta la luz infrarroja cercana de 1000 nanómetros. Los investigadores esperan que este recubrimiento mejore significativamente la próxima generación de telescopios espaciales y equipos ópticos y les permita funcionar incluso mejor que antes, incluso en las condiciones más duras.
«Además, la película demuestra una excelente estabilidad en entornos adversos y es lo suficientemente fuerte como para soportar la fricción, el calor, las condiciones de humedad y los cambios extremos de temperatura», dijo Cao.
El estudio se publicó el 12 de marzo en el Journal of Vacuum Science and Technology A.
