L’oiseau paradisier inspire le tissu le plus noir jamais créé

La couleur « ultra-noire » définie comme réfléchissant moins de 0,5 % de la lumière qui la frappe a diverses utilisations, notamment dans les caméras, les panneaux solaires et les télescopes, mais elle est difficile à produire et peut paraître moins noire lorsqu’elle est vue sous un angle. Aujourd’hui, un laboratoire de l’Université Cornell a mis au point une méthode simple pour créer cette couleur insaisissable.

En s’inspirant de la nature en particulier du noir saisissant du magnifique paradisier les chercheurs du Laboratoire de conception de vêtements adaptatifs (RAD) ont teint un tissu tricoté en laine mérinos blanc avec de la polydopamine, puis ont gravé le matériau dans une chambre à plasma pour créer des nanofibrilles – des excroissances nanométriques en forme de pointes. Ces caractéristiques ont été conçues pour imiter les capacités de piégeage de la lumière présentes sur les plumes ultra-noires du paradisier, qui absorbent la majeure partie de la lumière qui les frappe.

L’approche en deux étapes des chercheurs a produit le tissu le plus noir actuellement rapporté ; il est également facile à fabriquer, évolutif, portable et indépendant de l’angle. Les chercheurs ont déposé une demande de brevet et espèrent créer une entreprise autour de leur procédé, qui peut être utilisé sur des matériaux naturels, notamment la laine, la soie et le coton.

« D’un point de vue conception, je trouve cela passionnant car beaucoup des ultra-noirs existants ne sont pas aussi portables que le nôtre. Et il reste ultra-noir même sous des angles plus larges« , a expliqué Larissa Shepherd, professeure adjointe au Département de conception centrée sur l’humain.

Shepherd, directrice du RAD Lab, est l’auteure principale de « Textiles en laine ultra-noirs inspirés par la structure aviaire hiérarchique », publié dans Nature Communications.

Leur travail a inclus l’analyse des plumes du paradisier. Son plumage noir saisissant provient d’un pigment de mélanine combiné à des barbules étroitement regroupées qui servent à dévier la lumière vers l’intérieur, en absorbant presque la totalité. Cela rend l’oiseau extraordinairement noir, mais uniquement lorsqu’il est vu de face ; sous un angle, son plumage apparaît brillant.

Cette même coloration est évidente chez d’autres créatures, y compris les poissons et les papillons. Shepherd a indiqué que le choix de la polydopamine pour leur teinture par son groupe était intentionnel.

« La polydopamine est une mélanine synthétique, et la mélanine est ce que ces créatures possèdent« , a-t-elle souligné. « Et le paradisier a ces structures hiérarchiques vraiment intéressantes, les barbules, avec la mélanine. Nous voulions donc combiner ces aspects dans un textile.« 

Il ne suffisait pas de simplement enduire la surface de la laine : les chercheurs devaient faire pénétrer la polydopamine dans les fibres du tissu, afin que chaque partie devienne noire. En effet, le processus de gravure plasma retire une partie du matériau de surface des fibres les plus externes, laissant derrière lui des nanofibrilles en forme de pointes, qui sont un composant clé.

L’analyse a révélé que le tissu du groupe avait une réflectance totale moyenne de 0,13 %, ce qui en fait le tissu le plus noir rapporté à ce jour. Et il est resté ultra-noir sur une plage angulaire de 120 degrés, ce qui signifie qu’il apparaît identique jusqu’à un angle de 60 degrés de chaque côté ou de face, supérieur aux matériaux commerciaux actuellement disponibles.

Source : Cornell U.