Gracias a un descubrimiento accidental, investigadores de la Universidad de Columbia Británica han desarrollado un nuevo material ultranegro que absorbe casi toda la luz, lo que abre 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 evitar que la madera se encharcara demasiado. Sin embargo, cuando aplicaron la técnica a los extremos cortados de las células de madera, las superficies se volvieron extremadamente oscuras.
Las mediciones realizadas por el Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Texas A&M confirmaron que la materia refleja menos del uno por ciento de la luz visible, absorbiendo casi toda la luz que incide sobre ella.
En lugar de abandonar este descubrimiento accidental, el equipo decidió centrar su atención en el diseño de materiales ultraoscuros, añadiendo un nuevo enfoque a la búsqueda de los materiales más oscuros de la Tierra.
“El material ultra negro o súper negro puede absorber más del 99 por ciento de la luz que incide, significativamente más que la pintura negra ordinaria, que absorbe alrededor del 97,5 por ciento de la luz”, explicó el Dr. Evans. Facultad de Silvicultura y Cátedra de Liderazgo de BC en Tecnología Avanzada de Fabricación de Productos Forestales.
Los materiales ultranegros se exploran cada vez más en astronomía, donde los revestimientos ultranegros de los instrumentos ayudan a reducir la luz parásita y mejorar la claridad de la imagen. Los recubrimientos ultraoscuros pueden aumentar la eficiencia de las células solares. También se utilizan para fabricar obras de arte y bienes de consumo de lujo, como relojes.
Los investigadores han desarrollado prototipos de productos comerciales utilizando su madera extremadamente oscura, centrándose inicialmente en relojes y joyas, con planes de explorar otras aplicaciones comerciales en el futuro.
madera maravilla
El equipo nombró y registró su descubrimiento como Nxylon (niks-uh-lon), en honor a 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 un compuesto, como una capa de oro aplicada a la madera para que pueda verse y estudiarse a través de 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 raras y costosas como el ébano y el palo de rosa en las esferas de los relojes, y puede usarse como sustituto de la piedra preciosa negra ónix en joyería.
“La estructura 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”, dijo el Dr. Evans.
Hecho de tilo, un árbol que se encuentra ampliamente en América del Norte y valorado para tallados a mano, cajas, contraventanas e instrumentos musicales, Nxylon también se fabrica con otros tipos de madera, como la madera de tilo europea.
Dar nueva vida a los bosques
El Dr. Evans y sus colegas planean trabajar con joyeros, artistas y diseñadores de productos tecnológicos para lanzar una nueva empresa, Nxylon Corporation of Canada, para expandir las aplicaciones de Nxylon. También planean desarrollar un reactor de plasma a escala comercial que produzca grandes muestras de madera súper negra adecuadas para techos y revestimientos no reflectantes.
“Nxylon se puede fabricar a partir de materiales sostenibles y renovables que están ampliamente disponibles en América del Norte y Europa, lo que abre nuevos usos para la madera. La industria maderera en Columbia Británica a menudo se centra en productos básicos. Considerada como una industria en decadencia, nuestra investigación muestra su tremendo potencial sin explotar, dijo el Dr. Evans.
Otros investigadores que contribuyen a este trabajo incluyen a Vicky Ma, Deng Chengfeng y Sarah Xu (todos de la Facultad de Silvicultura de la UBC); Luke Schmidt (Texas A&M); y Mick Turner (Universidad Nacional de Australia).
