Un bois super noir nouvellement créé peut améliorer les télescopes, les appareils optiques et les biens de consommation

Grâce à une découverte fortuite, des chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique ont créé un nouveau matériau ultra-noir qui absorbe presque toute la lumière, ouvrant des applications potentielles dans la haute joaillerie, les cellules solaires et les dispositifs optiques de précision.

Le professeur Philip Evans et le doctorant Kenny Cheng ont expérimenté un plasma à haute énergie pour rendre le bois plus hydrofuge. Cependant, lorsqu’ils ont appliqué la technique aux extrémités coupées des cellules du bois, les surfaces sont devenues extrêmement noires.

Des mesures effectuées par le département de physique et d’astronomie de l’université Texas A&M ont confirmé que le matériau réfléchissait moins de 1 % de la lumière visible, absorbant presque toute la lumière qui le frappait.

Au lieu de rejeter cette découverte fortuite, l’équipe a décidé de se concentrer sur la conception de matériaux ultra-noirs, apportant ainsi une nouvelle approche à la recherche des matériaux les plus sombres de la Terre.

« Les matériaux ultra-noirs ou super-noirs peuvent absorber plus de 99 % de la lumière qui les frappe, soit beaucoup plus que la peinture noire normale, qui absorbe environ 97,5 % de la lumière », explique le Dr Evans, professeur à la Faculté de foresterie et titulaire de la chaire de leadership de la Colombie-Britannique en technologie de fabrication de produits forestiers de pointe.

Les matériaux ultra-noirs sont de plus en plus recherchés en astronomie, où les revêtements ultra-noirs sur les appareils aident à réduire la lumière parasite et à améliorer la clarté de l’image. Les revêtements ultra-noirs peuvent améliorer l’efficacité des cellules solaires. Ils sont également utilisés dans la fabrication d’œuvres d’art et d’articles de consommation de luxe comme les montres.

Les chercheurs ont développé des prototypes de produits commerciaux en utilisant leur bois ultra-noir, en se concentrant initialement sur les montres et les bijoux, avec l’intention d’explorer d’autres applications commerciales à l’avenir.

Bois merveilleux

L’équipe a nommé et déposé sa découverte Nxylon (niks-uh-lon), d’après Nyx, la déesse grecque de la nuit, et xylon, le mot grec pour bois.

Le plus surprenant est que le Nxylon reste noir même lorsqu’il est recouvert d’un alliage, comme le revêtement d’or appliqué sur le bois pour le rendre suffisamment conducteur d’électricité pour être observé et étudié au microscope électronique. En effet, la structure du Nxylon empêche intrinsèquement la lumière de s’échapper plutôt que de dépendre de pigments noirs.

L’équipe de l’UBC a démontré que le Nxylon peut remplacer les bois noirs coûteux et rares comme l’ébène et le palissandre pour les cadrans de montres, et il peut être utilisé en joaillerie pour remplacer la pierre précieuse noire onyx.

« La composition de Nxylon combine les avantages des matériaux naturels avec des caractéristiques structurelles uniques, le rendant léger, rigide et facile à découper en formes complexes », a déclaré le Dr Evans.

Fabriqué à partir de tilleul, un arbre largement répandu en Amérique du Nord et apprécié pour la sculpture à la main, les boîtes, les volets et les instruments de musique, Nxylon peut également utiliser d’autres types de bois tels que le tilleul européen.

Donner un nouveau souffle à la foresterie

Le Dr Evans et ses collègues prévoient de lancer une start-up, Nxylon Corporation of Canada, pour développer les applications du Nxylon en collaboration avec des bijoutiers, des artistes et des concepteurs de produits technologiques. Ils prévoient également de développer un réacteur plasma à l’échelle commerciale pour produire des échantillons de bois super noir plus grands, adaptés aux carreaux de plafond et de mur non réfléchissants.

« Le Nxylon peut être fabriqué à partir de matériaux durables et renouvelables largement répandus en Amérique du Nord et en Europe, ce qui ouvre la voie à de nouvelles applications pour le bois. L’industrie du bois en Colombie-Britannique est souvent considérée comme une industrie en déclin axée sur les produits de base. Nos recherches démontrent son grand potentiel inexploité », a déclaré le Dr Evans.

D’autres chercheurs ont contribué à ce travail, notamment Vickie Ma, Dengcheng Feng et Sara Xu (tous de la faculté de foresterie de l’UBC) ; Luke Schmidt (Texas A&M) ; et Mick Turner (Université nationale australienne).