p Aproveitando a escuridão para uso prático, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia desenvolveram um detector de potência a laser revestido com o material mais escuro do mundo - uma floresta de nanotubos de carbono que quase não reflete luz através do espectro visível e parte do espectro infravermelho. p O NIST usará o novo detector ultra-escuro, descrito em um novo artigo em Nano Letras , * para fazer medições de potência de laser de precisão para tecnologias avançadas, como comunicações ópticas, fabricação baseada em laser, conversão de energia solar, e sensores industriais e transmitidos por satélite.

p Inspirado em um artigo de 2008 do Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) sobre "o material feito pelo homem mais sombrio de todos os tempos, "** a equipe do NIST usou uma série esparsa de nanotubos finos como revestimento para um detector térmico, um dispositivo usado para medir a potência do laser. Um co-autor da Stony Brook University em Nova York cultivou o revestimento de nanotubo. O revestimento absorve a luz do laser e a converte em calor, que é registrado em material piroelétrico (tantalato de lítio neste caso). O aumento da temperatura gera uma corrente, que é medido para determinar a potência do laser. Quanto mais preto o revestimento, quanto mais eficientemente ele absorve a luz em vez de refleti-la, e mais precisas as medições.

p O novo detector NIST reflete uniformemente menos de 0,1 por cento da luz em comprimentos de onda de violeta profundo a 400 nanômetros (nm) a infravermelho próximo a 4 micrômetros (μm) e menos de 1 por cento da luz no espectro infravermelho de 4 a 14 μm. Os resultados são semelhantes aos relatados para o material RPI e em um artigo de 2009 por um grupo japonês. O trabalho do NIST é o único em que os nanotubos foram cultivados em material piroelétrico, enquanto os outros grupos os cultivaram com silício. Os pesquisadores do NIST planejam estender a faixa operacional calibrada de seu dispositivo para comprimentos de onda de 50 ou até 100 micrômetros, talvez para fornecer um padrão para energia de radiação terahertz.

p Anteriormente, o NIST fabricava revestimentos para detectores a partir de uma variedade de materiais, incluindo esteiras planas de nanotubos. O novo revestimento é uma floresta vertical de nanotubos de paredes múltiplas, cada um com menos de 10 nanômetros de diâmetro e cerca de 160 micrômetros de comprimento. As cavidades profundas podem ajudar a prender a luz, e o padrão aleatório difunde qualquer luz refletida em várias direções. Medir quanta luz foi refletida em um amplo espectro era tecnicamente exigente; a equipe do NIST gastou centenas de horas usando cinco métodos diferentes para medir a refletância cada vez mais baixa com a precisão adequada. Três dos cinco métodos envolveram comparações do detector revestido com nanotubo com um padrão calibrado.

p Nanotubos de carbono oferecem propriedades ideais para revestimentos de detectores térmicos, em parte porque são condutores de calor eficientes. Fósforo de níquel, por exemplo, reflete menos luz em alguns comprimentos de onda, mas também não conduz calor. Os novos materiais de nanotubos de carbono também são mais escuros do que os vários materiais de referência padrão do NIST para a cor preta, desenvolvidos anos atrás para calibrar instrumentos.