Japanische Forscher haben einen Wald aus Nanoröhren wachsen lassen, der fast alles einfallende Licht verschluckt. Dieses Material reflektiert derart wenig Helligkeit, dass die Gruppe um Kohei Mizuno von Japans staatlichem Institut für Wissenschaft und Technologie in Ibaraki damit die bislang schwärzeste Fläche geschaffen hat. Der Wald aus aufrecht stehenden Nanoröhren wirft nur noch ein bis zwei Prozent der einfallenden Strahlung zurück – und das über einen weiten Bereich vom besonders energiereichen UV über das sichtbare Licht bis hin zur Wärmestrahlung (ultraviolett). Damit verschluckt der Wald fast gleichmäßig alle Wellenlängen von 200 Nanometern bis hin zu 200 Mikrometern.

Idealer Sonnenkollektor

Die japanischen Forscher sind auf der Suche nach einem physikalischen Ideal: Ein perfekter Schwarzer Körper absorbiert alle einfallenden Licht- und Wärmestrahlen. Er lässt Strahlung weder passieren (Transmission), noch streut er sie zurück (Reflexion). Damit wäre er unter anderem ein hochwirksamer Sonnenkollektor oder Temperatursensor. Viele Forscher haben sich daran versucht, dieses Ideal zu schaffen, und dabei etliche Zwischenschritte erreicht. Dabei war jeweils vom "neuen schwärzesten Schwarz" die Rede. Das jüngste Material zeichnet sich durch den weiten Bereich aus, in dem es die Energie des elektromagnetischen Spektrums einfängt.

Regelmäßige Nanoröhren

Ein Beispiel für ein recht einfach herzustellendes Tiefschwarz ist eine gleichmäßig verrußte Metallplatte. Ähnlich sieht auch die runde, etwa zwölf Zentimeter messende Fläche von Mizuno aus, die er in den "Proceedings" der US-Akademie der Wissenschaften ("PNAS") präsentiert. Anders als der Ruß ist die Oberfläche seines Teams aber hochgeordnet: Auf einer extrem glatten Unterlage ließen die Forscher einen sehr dicht stehenden Wald aus Kohlenstoff-Nanoröhren emporwachsen. Wer mit extrem starken Mikroskopen auf die Seite dieses Films blickt, wird an eng, aber etwas unregelmäßig stehende dünne Drähte erinnert.

Fällt Licht auf diesen Wald, wird es zwischen den schwarzen Stämmen hin und her reflektiert. Bei jeder Wechselwirkung schluckt das Dickicht Energie, bis diese in der Tiefe der Schicht schließlich verschwindet – fast vollständig. Nur in sehr seltenen Fällen wird ein kleiner Teil der Strahlung reflektiert. Daher erscheint die kreisförmige Fläche als bodenloses schwarzes Loch, wenn man es auf den Tisch oder den Fußboden legte. Ihr Nanowald sei derzeit dasjenige Material, das einem Schwarzen Körper am nächsten komme, betont Mizuno.