Nouvel épisode dans la quête du noir ultime : le record du Vantablack est battu

Dans un communiqué paru le 12 septembre 2019, le MIT (Massachussets Institute of Technology, Cambridge, USA) annonçait que des chercheurs de cet institut avaient réalisé un revêtement noir à base de nanotubes de carbone, beaucoup plus noir que tous ceux conçus auparavant, y compris le Vantablack.

Une découverte fortuite

Le professeur Brian Wardle, directeur du laboratoire NECSTLAB au MIT, et son stagiaire post-doctoral Kehang Cui n’avaient pas pour objectif de fabriquer un matériau ultra-noir. En fait, ils cherchaient à faire croître des nanotubes de carbone sur des matériaux conducteurs métalliques, tels que des surfaces d’aluminium, afin d'améliorer leurs propriétés électriques et thermiques. Au préalable, il était impératif de supprimer par un traitement approprié la couche d’oxyde d’aluminium formée spontanément à l’air car cette couche joue le rôle d’isolant. La feuille d’aluminium ainsi traitée était transférée dans une atmosphère exempte d’oxygène et finalement placée dans un four où la croissance des nanotubes de carbone était réalisée par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur.1

L’objectif d’augmenter les propriétés thermiques et électriques a bien été atteint. Mais ce qui a surpris les chercheurs, c’est l’aspect noir du matériau après le traitement de surface, et encore plus noir après le dépôt des nanotubes de carbone. La caractérisation des propriétés optiques des surfaces ne s’inscrivait pas dans les objectifs de l’équipe de Wardle, mais Cui a mesuré le coefficient d’absorption. Heureuse surprise : la valeur de 99,995 % bat le record du Vantablack (99, 965 %) ! Le rapport des coefficients de réflexion (réflectance) de ces deux revêtements est ainsi de 10 environ (il dépend quelque peu de la longueur d’onde), c’est-à-dire que le nouveau revêtement réfléchit environ dix fois moins la lumière que le Vantablack. Outre la structure en nanotubes de carbone alignés verticalement en rangs serrés, le prétraitement de surface de l’aluminium pourrait contribuer à la réduction drastique du coefficient de réflexion. Wardle estime que d’autres recherches sont nécessaires pour élucider les mécanismes sous-jacents à l’origine de la très faible réflectance.

Parmi les applications des revêtements ultra-noirs, la réduction de la lumière parasite dans les instruments d’optique (télescopes notamment) figure en tête. Ces revêtements sont également mis à profit dans les œuvres d’art pour créer des « effets spéciaux ».2 Et rappelons que le 14 septembre 2019, soit deux jours après le communiqué de presse du MIT, débutait le salon de l’automobile de Francfort où une berline ultra-noire recouverte de Vantablack était exposée sur le stand d’un grand constructeur allemand.3

Un magnifique diamant rendu ultra-noir

Conscient de l’intérêt de l’ultra-noir dans l’art, Brian Wardle a entrepris une collaboration avec le Center for Art, Science & Technology (CAST) situé au sein du MIT. C’est ainsi que l’artiste Diemut Strebe, en résidence dans ce centre, a créé une œuvre, The redemption of vanity,4 exposée à la New York Stock Exchange du 13 septembre au 25 novembre 2019. Il s’agit d’un diamant naturellement jaune de 16,78 carats, d’une valeur de 2 millions de dollars. Recouvert du revêtement ultra-noir de Wardle, les facettes brillantes de ce diamant d’exception disparaissent au point de rendre ce joyau invisible sur un fond noir (voir figure ci-dessous). Un superbe diamant devenu un « trou noir », en quelque sorte. Complètement dévalué (provisoirement bien sûr !) et exposé dans la plus grande des bourses mondiales avec l’intitulé The redemption of vanity (que l’on doit traduire par : « Le rachat de la vanité »), voilà qui ne manque pas de sel !

The redemption of vanity. Cette œuvre de l’artiste Diemut Strebe consiste en un diamant qui disparaît sur un fond noir (à droite) lorsqu’il est recouvert du revêtement ultra-noir mis au point par Brian Wardle. Cliquez sur l'image pour voir l’animation. Source de l’image : MIT ; crédits : R. Capanna, A. Berlato, A. Pinato.

Désirant favoriser les passerelles entre science et art, Strebe et Wardle déclarent généreusement : « Nous ne croyons pas en la propriété exclusive de tout matériau ou idée pour la réalisation d’une œuvre d’art, quelle qu’elle soit, et nous mettons notre procédé à la disposition de tous les artistes». Une offre en forme de désaveu cinglant de l’exclusivité du Vantablack acquise par l’artiste britannique Anish Kapoor.2

Références et notes

1K. Cui, B. L. Wardle, « Breakdown of native oxide enables multifunctional, free-form carbon nanotube–metal hierarchical architectures », Applied Materials &Interfaces, https://doi.org/10.1021/acsami.9b08290. Article mis en ligne le 12 sept. 2019.

2Voir le billet du 16.02.2019 : « La saga du noir dans l’art : Vantablack versus Black 3.0 ».

3Voir le billet du 10.09.2019: « Le Vantablack fait surface… dans l’industrie automobile ».

4Communiqué de presse, « MIT Art-Science Project Makes $2 Million Diamond “Disappear” at the NY Stock Exchange », consultable ici.

 

Publier un commentaire