Es könnte an der Zeit sein, dass Weltraumteleskope ihre alte Beschichtung ablegen und ein geheimnisvolleres Aussehen erhalten, damit sie in der dunklen Leere des Weltraums verschmelzen und bessere Bilder des Kosmos aufnehmen können.
Ein Forscherteam der Universität Shanghai hat eine ultraschwarze Dünnfilmbeschichtung für Magnesiumlegierungen entwickelt – das Gussmaterial, das für Teleskope und optische Instrumente hergestellt wird – das ihrer Meinung nach nahezu das gesamte Licht absorbiert und dennoch langlebig genug ist, um in der rauen Umgebung zu überleben Raum.
Wie in einem aktuellen ausführlich beschrieben Studie veröffentlicht in der Journal of Vacuum Science and Technology A, Die Forscher verwendeten eine Herstellungstechnik namens „Atomlagenabscheidung“, bei der ein Target in einer Vakuumkammer platziert und bestimmten Gasarten ausgesetzt wird.
Zur Herstellung der ultraschwarzen Beschichtung verwendete das Team abwechselnd Schichten aus mit Aluminium dotiertem Titankarbid (TiAlC), das als absorbierende Schicht fungiert, und Siliziumnitrid (SiO2), das zur Erzeugung einer Antireflexionsoberfläche dient. In Kombination verhindert das Paar, dass nahezu das gesamte Licht von der beschichteten Oberfläche reflektiert wird. Der Studie zufolge absorbierte die ultraschwarze Beschichtung bei Tests 99,3 % des Lichts über einen breiten Wellenlängenbereich.
Bestehende Teleskope sind mit verbesserten Aluminiumbeschichtungen versehen, die reflektieren etwa 92 bis 95 % des Lichts. Das ist ziemlich nahe daran, fast das gesamte Licht zu reflektieren, aber es ist noch nicht ganz so weit.
Eine schwarze Beschichtung hingegen ist ideal, um Licht zu absorbieren. Allerdings ist es oft zu zerbrechlich, um im Weltraum zu überleben. „Für viele andere Beschichtungsmethoden ist es auch schwierig, Beschichtungen innerhalb eines Rohrs oder auf anderen komplizierten Strukturen aufzutragen“, sagte Yunzhen Cao, Professor am Shanghai Institute of Ceramics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Mitautor der neuen Studie in einem Stellungnahme.
Mit seiner Herstellungstechnik kann die neu geschaffene ultraschwarze Beschichtung auf komplexe Oberflächen wie Zylinder, Säulen und Gräben aufgetragen werden. „Dies ist wichtig für ihre Anwendung in optischen Geräten, da sie oft erhebliche Krümmungen oder komplizierte Formen aufweisen“, fügte Cao hinzu. „Darüber hinaus weist die Folie eine hervorragende Stabilität in widrigen Umgebungen auf und ist robust genug, um Reibung, Hitze, Feuchtigkeit und extremen Temperaturschwankungen standzuhalten.“
Die Forscher hoffen, die ultraschwarze Beschichtung zu verbessern und ihre Lichtabsorptionsfähigkeiten noch weiter zu verbessern, damit sie die Leistung von Weltraumteleskopen verbessern und uns noch faszinierendere Bilder des Universums liefern kann.
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