Der neue ultraschwarze Lack basiert auf einer Kombination aus Kohlenstoffnanoröhrchen und synthetisch erzeugten Rußpartikeln. Diese Materialien bilden zusammen eine feine Mikrostruktur, die einfallendes Licht mehrfach streut und nahezu vollständig absorbiert. Während herkömmliche schwarze Lacke vor allem auf Pigmente setzen, geht dieser Ansatz einen Schritt weiter: Die sogenannte "strukturelle Absorption" sorgt dafür, dass Licht nicht nur geschluckt wird, sondern auch durch die spezielle Anordnung der Partikel effektiv gestreut wird.
Kohlenstoffnanoröhrchen sind mikroskopisch kleine Strukturen aus Kohlenstoffatomen, die vertikal angeordnet sind. Sie sind extrem dünn – etwa 5.000-mal dünner als ein menschliches Haar – und bieten durch ihre einzigartige Geometrie ideale Voraussetzungen zur Lichtabsorption. Synthetische Rußpartikel ergänzen diese Struktur und verbessern die Effizienz durch zusätzliche Streuung des Lichts.
Historischer Vergleich: Vantablack und seine Grenzen
Der wohl bekannteste Vorläufer dieses Konzepts ist Vantablack, ein Material des britischen Unternehmens Surrey NanoSystems (siehe Aufmacherbild). Es wurde ursprünglich für wissenschaftliche Anwendungen entwickelt und konnte bis zu 99,965 Prozent des Lichts absorbieren. BMW nutzte dieses Material 2019 für das Showcar X6 Vantablack auf der IAA. Doch trotz seiner beeindruckenden Optik war Vantablack für den Alltag ungeeignet: Es war extrem empfindlich und teuer in der Herstellung.
Im Vergleich dazu bietet der neue chinesische Lack einige entscheidende Vorteile: Er ist wasserbasiert, was die Verarbeitung erleichtert, und wurde in Belastungstests als deutlich robuster eingestuft. Dadurch könnte er künftig auch in industriellen Anwendungen eingesetzt werden.
Belastungstests beweisen Alltagstauglichkeit
Ein zentraler Aspekt bei der Entwicklung des neuen Lacks war seine Haltbarkeit unter realen Bedingungen. Die Forscher testeten die Beschichtung unter extremen Bedingungen wie hoher Luftfeuchtigkeit (95 Prozent bei 40 Grad Celsius) sowie mechanischen Belastungen. Laut den veröffentlichten Ergebnissen blieben die optischen Eigenschaften weitgehend erhalten – ein entscheidender Fortschritt im Vergleich zu früheren Materialien wie Vantablack.
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift "Matter & Light" veröffentlicht und betonen die industrielle Anwendbarkeit des Materials. Studienleiter Zhiwei Liu hob hervor, dass tiefschwarze Oberflächen insbesondere im Premiumsegment zunehmend gefragt seien.
Bedeutung für den Automobilmarkt
In China spielt die Farbwahl bei Fahrzeugen eine immer größere Rolle – vornehmlich im Luxussegment gelten tiefschwarze Lackierungen als Statussymbol. Auch in Deutschland gehört Schwarz zu den beliebtesten Autofarben; laut dem Verband der Automobilindustrie (VDA) lag ihr Anteil an Neuzulassungen zuletzt bei knapp 27 Prozent.
Der neue Lack könnte daher nicht nur optische Akzente setzen, sondern auch technische Vorteile bieten: Durch seine Fähigkeit zur Lichtabsorption könnten Reflexionen minimiert werden – ein potenzieller Vorteil für Sensoren autonomer Fahrzeuge oder andere lichtempfindliche Systeme.
Ausblick: Weiterentwicklung und Serienproduktion?
Die Forscher sehen ihre Arbeit jedoch noch nicht als abgeschlossen an. Künftige Entwicklungen könnten mehrschichtige Lackaufbauten oder spezielle Folien umfassen, um störende Lichtreflexionen weiter zu reduzieren. Ob und wann diese Materialien tatsächlich in Serie gehen können, bleibt allerdings offen.
Ein weiteres Ziel ist es, den Herstellungsprozess weiter zu optimieren und Kosten zu senken – ein entscheidender Faktor für den Einsatz in der Massenproduktion.
