Por Paula Borges Monteiro                                                                                                        Grupo de Estudos em Tópicos de Física – IFSC

Este texto não é sobre um novo livro que deve virar filme, estrelado por Christian Black, mas sobre o quão escuro pode ser um objeto. Quando abrimos os olhos ao acordar, certa quantidade de luz atinge as nossas córneas, que são as primeiras estruturas do nosso sistema óptico responsável pela informação visual. Só podemos perceber objetos, pessoas, animais etc., que emitem luz ou que refletem a luz de alguma fonte luminosa. Quando não há luz, esta não atingirá os nossos olhos e perceberemos o preto ao nosso redor.

Chamamos de reflectância, a propriedade que indica a quantidade de luz refletida em relação à luz que chega ao objeto. Com uma pequena quantidade de luz refletida, objetos podem ser percebidos em sua forma geral, mas seus detalhes serão omitidos. Com informação luminosa mínima, qualquer objeto torna-se uma superfície. Como dizem, a beleza da vida está nos pequenos detalhes e por incrível que pareça, há pesquisadores em busca do preto absoluto.

Um grupo de 12 cientistas do Reino Unido apresentou, em uma publicação na revista norte-americana Optics Express, a fabricação do objeto mais escuro do mundo. O trabalho foi publicado em março de 2014, com o título The partial space qualification of a vertically aligned carbon nanotube coating on aluminium substrates for EO applications, que pode ser traduzido como “A qualificação espacial parcial de um revestimento de nanotubos de carbono alinhados verticalmente sobre substratos de alumínio para aplicações em observações terrestres”. O título realmente não é simpático, porém o resultado é muito interessante. Vamos, então, tentar entender o que eles querem dizer.

A equipe trabalhou no desenvolvimento de um material que absorvesse a maior quantidade de luz possível, ou seja, que refletisse a menor quantidade de luz. A estrutura do objeto é composta por nanotubos de carbono em camadas de alumínio. Um nanotubo é um cilindro (um tubo) com paredes de carbono. O diâmetro desses cilindros aproxima-se de um nanômetro (um metro dividido por um trilhão). A qualificação espacial parcial (presente no título do artigo original) significa que foram estudadas várias características do objeto produzido (perda de massa, vibração, ciclos de temperatura, etc.) para, em seguida, caracterizá-lo como um corpo preto a partir da sua reflectância. Quando a luz foi aplicada diretamente sobre o objeto, a reflectância medida foi inferior a todos os testes anteriores efetuados em materiais similares, fornecendo um valor menor que 1% para diferentes frequências de luz.

Representação de um nanotubo de carbono

O objeto foi denominado VANTA, de Vertically Aligned Carbon NanoTube Array, que poder ser traduzido como arranjo vertical de nanotubos de cabono alinhados. A combinação de materiais utilizada já vem sendo estudada teoricamente desde a década de 90. Apesar do uso do alumínio, o Vanta poderia ser formado em uma variedade de substratos estáveis (ponto de fusão superior a 450°C). Há depoimentos que a visualização do objeto fabricado causa até uma certa estranheza, pois não é possível perceber qualquer forma em sua superfície.

Materiais com baixa reflectância são importantes em várias áreas da ciência, como no desenvolvimento de detectores térmicos e deflectores usados em instrumentos ópticos de observação. Detectores térmicos são usados, por exemplo, em sistemas de alarme de incêndio e deflectores para absorver ou redirecionar luz que poderia atrapalhar medições. Agora sabemos que o preto pode ter mais de um “tom” e o que é suficientemente preto para nós, no que se refere a uma cortina blackout ou a uma roupa de festa, pode estar longe do ideal determinante para o avanço científico.

O trabalho original pode ser acessado na íntegra, clicando aqui.