Olhando para o futuro: A ideia de que os carros parecem consumir luz em vez de refleti-la permaneceu à margem da ciência dos materiais durante anos. Agora, uma equipe de pesquisadores afirma ter dado um passo em direção a esse objetivo, revelando um novo revestimento composto que combina extrema absorção de luz com durabilidade prática.
Através de sua tecnologia de cores e de seu departamento central de P&D em Xangai, uma equipe do Grupo Nishiki desenvolveu o chamado “revestimento ultrapreto” que absorve aproximadamente 99,9% da luz visível. O material é aparentemente inspirado no Vantablack, um revestimento de nanotubos de carbono que faz com que os objetos pareçam quase planos e sem características.
Este efeito visual já foi demonstrado antes, principalmente quando a BMW aplicou o Vantablack ao carro-conceito X6 2019. “As superfícies revestidas com Vantablack perdem suas características definidoras para o olho humano e os objetos parecem bidimensionais”, disse a montadora na época, acrescentando que o efeito “pode ser interpretado pelo cérebro como olhar para um buraco, ou mesmo para um vazio”.
Apesar da atenção, revestimentos como o Vantablack continuam impraticáveis para veículos de produção, em parte devido a problemas de adesão, durabilidade e dificuldade de aumentar a produção.
A equipe da Nipsea está tentando superar essas limitações alterando a estrutura do material, em vez de depender apenas de conjuntos de nanotubos de carbono puro. Seu método combina negro de fumo com nanotubos de carbono, aproveitando as interações π naturais entre os dois. Essa interação ajuda as partículas a se organizarem em uma estrutura conectada que captura a luz com mais eficiência.
Em um artigo publicado na revista Matter & Light, os pesquisadores descrevem o material como tendo uma “morfologia estruturada única de captura de luz” e dizem que ele absorve mais luz do que os revestimentos padrão de negro de fumo. Em vez de refletir a luz da superfície, a estrutura espalha e absorve repetidamente a luz dentro do revestimento.
Em termos de desempenho, o material se aproxima das propriedades ópticas de sistemas de nanotubos mais especializados. Os pesquisadores apontaram que matrizes de nanotubos de carbono alinhadas verticalmente podem atingir uma refletividade tão baixa quanto 0,04%, enquanto a refletividade do Vantablack é de cerca de 0,05%.
Seu revestimento compósito possui refletividade de aproximadamente 0,08% no espectro visível. Maior refletividade, mas ao custo de melhor estabilidade e uso mais prático.
A durabilidade tem sido um problema de longa data com revestimentos pesados de nanotubos, particularmente em termos de adesão e resistência ambiental. Para testar estes factores, a equipa expôs os painéis revestidos ao calor e à humidade durante longos períodos de tempo. Uma amostra foi colocada em banho-maria a 40°C por 10 dias, enquanto a outra amostra foi colocada em 95% de umidade por duas semanas. Segundo os pesquisadores, os painéis revestidos “não apresentavam defeitos visíveis de pintura” e passaram nos testes de adesão padrão.
Há também a questão de qual será o desempenho do revestimento em veículos reais. Superfícies ultrapretas desfocam contornos e detalhes de design, fazendo com que os objetos percam profundidade visual. A BMW admite que este efeito pode “obscurecer quase todos os detalhes e destaques do design”. Isso não só tem impacto no estilo, mas também na visibilidade.
Para resolver esse problema, a equipe Lishi adicionou um casaco liso aos testes do carro. O objetivo é reintroduzir refletividade suficiente para manter a percepção da forma, mantendo a maioria das propriedades subjacentes de absorção de luz.
Imagens de microscópio eletrônico de transmissão mostram que a mistura de revestimento de negro de fumo e nanotubos de carbono cria um efeito ultra-escuro de “buraco negro óptico”
A perspetiva de negócio está intimamente relacionada com as necessidades do mercado de luxo, especialmente na China. “Na China, a cor dos automóveis tornou-se um ponto-chave de venda”, disse Liu Zhiwei, químico pesquisador da Lishi. “Os acabamentos em preto escuro são há muito tempo uma escolha premium e uma cor exclusiva para veículos de luxo devido à sua aparência elegante, forte impacto visual e tons luxuosos.”
Mesmo com esses avanços, o revestimento ainda não está pronto para produção. O dimensionamento de sistemas baseados em nanomateriais continua a ser um desafio, especialmente quando a consistência e o custo entram em jogo. “Ainda há espaço para melhorias no desempenho real do processamento de nanomateriais contendo nanotubos de carbono”, disse Liu.
Por enquanto, este trabalho marca um progresso incremental, em vez de um produto de curto prazo. Ele aponta para uma mudança dos revestimentos ultrapretos como curiosidades de laboratório para materiais que podem realmente ser usados no uso diário.
