Las imágenes que obtenemos estos días de telescopios avanzados, como el Telescopio Espacial James Webb, sin duda nos dejan asombrados y maravillados por las galaxias que existen. años luz lejos de Tierra. Pero, ¿qué pasaría 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 poder ayudar precisamente en eso mediante el desarrollo de un dispositivo delgado y delgado. revestimiento de película 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 lograr esto, puedes alejarte de las luces de la ciudad y dirigirte a un lugar más rural donde puedas encontrarte en completa oscuridad, con la excepción de la luz de la luna, tal vez. El mismo concepto es válido para los astrónomos que trabajan con óptica de precisión. Pero se vuelven un poco más inventivos. Para lograr la oscuridad más oscura, no solo buscan áreas sin luces de la ciudad. 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 posible. La misma teoría se aplica cuando se construye un telescopio que opera en espacio también.
Teniendo esto en cuenta, el nuevo revestimiento negro del equipo puede absorber un enorme 99,3% de la luz incluso en las condiciones más duras.
“Los revestimientos negros existentes, como los nanotubos de carbono alineados verticalmente o el silicio negro, están limitados por su fragilidad”, afirma Yunzhen Cao, coautor del estudio.autor y profesor del Instituto de Cerámica de Shanghai de la Academia de Ciencias de China, dijo en una oracion. “También es difícil para muchos otros métodos de recubrimiento aplicar recubrimientos dentro de un tubo o en otras estructuras complicadas. Esto es importante para su aplicación en dispositivos ópticos, ya que a menudo tienen una curvatura significativa o formas intrincadas”.
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 recubrimiento ultranegro se crea con capas alternas de carburo de titanio dopado con aluminio (TiAlC) y nitruro de silicio (SiO2) que, cuando se combinan, actúan como una barrera para casi toda la luz.
“Una gran ventaja del método ALD reside en su excelente capacidad de cobertura de pasos, lo que significa que podemos obtener una cobertura de película uniforme en superficies muy complejas, como cilindros, pilares y zanjas”, afirmó Cao. “TiAlC actuó como una capa absorbente y se empleó SiO2 para crear una estructura antirreflectante y, como resultado, casi toda la luz incidente queda atrapada en la película multicapa, logrando una absorción de luz eficiente”.
A partir de las pruebas, el equipo concluyó que el 99,3% 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 1.000 nanómetros. Los investigadores esperan que este recubrimiento mejore significativamente la próxima generación de telescopios espaciales y hardware óptico, y les permita funcionar incluso mejor que antes incluso en las condiciones más duras.
“Es más, la película muestra una excelente estabilidad en entornos adversos y es lo suficientemente resistente como para resistir la fricción, el calor, las condiciones de humedad y los cambios extremos de temperatura”, afirmó Cao.
El estudio fue publicado el 12 de marzo en el Journal of Vacuum Science and Technology A.