Amerikanische Wissenschaftler haben eine Möglichkeit gefunden, schwarzes Gold herzustellen ? und zwar buchstäblich: Wird Gold nämlich mit extrem kurzen, energiereichen Laserpulsen beschossen, verliert es seinen charakteristischen hellen Metallglanz und wird pechschwarz. Verantwortlich dafür sind winzige Löcher, Spalten und Kügelchen, die durch die Laserbehandlung auf der Oberfläche des Metalls entstehen und dazu führen, dass diese praktisch kein Licht mehr reflektiert. Das Verfahren, mit dem auch die meisten anderen Metalle geschwärzt werden können, könnte in Zukunft eingesetzt werden, um etwa Teleskope und Solarzellen zu verbessern, glauben die Entwickler um Chunlei Guo von der Rochester-Universität in New York.
Lediglich wenige Femtosekunden, also Millionstel einer Milliardstel Sekunde dauern die Laserblitze, mit denen die Metalloberfläche bei dem neuen Verfahren behandelt wird. Zum Vergleich: Würde die Zeit so verlangsamt, dass eine solche Femtosekunde eine Sekunde lang wäre, entspräche eine echte Sekunde einer Zeitspanne von etwa 32 Millionen Jahren. Trotzdem wird in dieser kurzen Zeit genug Energie übertragen, um Teile der Metalloberfläche zum Schmelzen zu bringen. Sie erstarren wieder, sobald der Puls vorbei ist und bilden dabei winzige Formationen wie Hohlräume, Höcker und Grate. Wären die einzelnen Laserblitze länger, würde mehr Metall schmelzen und die Nanostukturen könnten nicht entstehen, erklären die Forscher.
Das neue Muster macht die zuvor glatte Metalloberfläche extrem rau, so dass auftreffende Lichtstrahlen sozusagen gefangen werden. “Die neue Oberfläche kann nahezu 100 Prozent des Lichts absorbieren”, freut sich Studienleiter Guo. Seinem Team gelang neben der Schwärzung von Gold auch bereits die von Kupfer, Platin, Aluminium, Titan, Zink und Wolfram.
Anwendungen für die Technik gibt es nach Ansicht der Forscher eine ganze Reihe. So könnten schwarze Metalle überall dort eingesetzt werden, wo kleine Mengen an Strahlung eingefangen werden sollen, etwa bei Lichtdetektoren in Teleskopen oder bei Solarzellen. Auch für Designer eröffnet das Verfahren neue Möglichkeiten, da das Schwarz nicht durch eine Beschichtung oder chemische Modifikation der Oberfläche entsteht, sondern eine Eigenschaft des Materials selbst ist und sich daher nicht abnutzt. Schließlich vergrößere die Laserbehandlung die Oberfläche derartig, dass beispielsweise Elektroden aus geschwärztem Platin die Reaktionen in Brennstoffzellen sehr viel effektiver katalysieren könnten als herkömmliche, so die Wissenschaftler.
Bisher ist der Prozess allerdings noch ziemlich langsam: Um ein Metallstück von der Größe eines kleinen Fingers zu schwärzen, brauchen die Forscher etwa eine halbe Stunde. Sie suchen nun nach Möglichkeiten, das Verfahren zu beschleunigen.
New Scientist, Online-Dienst ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
