El negro más negro del mundo: China quiere convertir los coches en agujeros negros sobre ruedas

Hay colores que venden coches, y luego está el negro. Pero hoy no hablamos de cualquier negro, sino  de un negro tan profundo que la luz parece caer en él y no volver a salir. Un negro que convierte un vehículo de tres dimensiones en una silueta bidimensional, como un agujero recortado en el paisaje.

Durante años, este nivel de negrura ha sido un sueño de laboratorio, una rareza tecnológica reservada a telescopios espaciales y obras de arte exclusivas. Ahora, un equipo de investigadores chinos ha logrado dar el salto que la industria del automóvil llevaba una década esperando: un recubrimiento ultranegro que se puede aplicar con las técnicas de pintura convencionales y que, además, aguanta la intemperie.

Por qué la carrera por el negro más negro del mundo es en China

En el mercado automovilístico chino, el negro se ha convertido en el color de moda por excelencia. Lo que otrora era un mercado dominado por el blanco —llegó a representar dos tercios de las ventas— ha experimentado un giro radical. Hoy, el negro acapara casi una cuarta parte de las ventas de coches nuevos en el país.

Hablamos de 7,5 millones de vehículos negros al año (más que el mercado combinado de Europa y Norteamérica). Esa escala genera una economía de dimensiones colosales para los fabricantes de pinturas, creando un incentivo económico que acelera la investigación y el desarrollo. El negro, en China, es el color del estatus y el lujo y parece que la consigna es: cuanto más negro, mejor.

¿Qué es un recubrimiento ultranegro? La ciencia del «agujero negro»

Para entender por qué este avance es tan revolucionario, conviene hacer un viaje al mundo de lo infinitesimal. Un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro. Estamos hablando de escalas atómicas. En ese territorio microscópico, los científicos han logrado crear bosques de tubos de carbono alineados verticalmente, como si fueran árboles enanos colocados de pie sobre la superficie. Cada uno de estos nanotubos mide apenas unos átomos de diámetro.

Este entramado, conocido como VACNT (del inglés Vertically Aligned Carbon Nanotube), actúa como una trampa óptica. Cuando un fotón de luz incide sobre esta superficie, no encuentra una capa lisa que lo devuelva al exterior, sino un laberinto de paredes verticales donde rebota una y otra vez hasta que su energía se disipa por completo en forma de calor.

El resultado: la luz es absorbida en lugar de reflejada. Y sin luz reflejada, no hay color que percibir. Solo un vacío negro. Los materiales basados en esta tecnología son capaces de absorber entre el 98% y el 99,9% de la luz en todo el espectro, desde los ultravioleta hasta el infrarrojo lejano. Para ponerlo en perspectiva: un negro convencional absorbe entre el 95% y el 98% de la luz. Ese pequeño margen porcentual marca la diferencia entre un coche negro y un coche que parece un agujero en la realidad.

El sueño incumplido de BMW y Vantablack

La fascinación por este nivel de negrura no es nueva. En 2014, la empresa británica Surrey NanoSystems presentó Vantablack, un recubrimiento basado en nanotubos de carbono que absorbía el 99,965% de la luz incidente.

El material causó sensación en el mundo del arte cuando el artista Anish Kapoor adquirió los derechos exclusivos para su uso artístico, desatando una polémica que aún resuena en el sector creativo. Pero fue en 2019 cuando el sueño de un coche ultranegro pareció hacerse realidad.

BMW presentó en el Salón de Frankfurt un X6 Vantablack que fue descrito como «el coche más negro del mundo».

Las imágenes del vehículo eran sobrecogedoras: el todocamino alemán, uno de los diseños más robustos del mercado, parecía una silueta plana, un recorte de cartón sobre el asfalto. Los faros, la parrilla y otros elementos cromáticos contrastaban de manera brutal con una carrocería que parecía tragarse la luz.

Pero el sueño duró poco. El Vantablack era frágil, caro y difícil de aplicar. La versión utilizada por BMW, denominada VBx2, era una variante adaptada que, si bien permitía el pintado por pulverización, seguía siendo extremadamente sensible a factores ambientales como la luz y el polvo, que degradaban su acabado. Además, su adhesión a la carrocería era limitada y su durabilidad, insuficiente para un uso diario. El X6 Vantablack quedó como un ejercicio de estilo, una pieza de museo que nunca llegó a los concesionarios.

El avance chino: cuando el carbono se encuentra con el carbono

Lo que han logrado los investigadores del Grupo Nipsea en Shanghái —liderados por el químico Zhiwei Liu— es resolver precisamente esos dos problemas: la fragilidad y la dificultad de aplicación. Su recubrimiento, bautizado como CB-CNT (del inglés Carbon Black-Carbon Nanotube), combina dos formas de carbono: el pigmento de negro de carbono, el mismo que se ha utilizado en pinturas durante décadas, y los nanotubos de carbono de alta tecnología.

La genialidad del enfoque reside en la auto-organización de los materiales. Cuando se mezclan, las partículas de pigmento de carbono se alinean a lo largo de los nanotubos, creando un paisaje rugoso de picos y valles microscópicos. Estos valles actúan como trampas ópticas: la luz entra, rebota en las paredes de carbono y termina siendo absorbida.

El resultado es un recubrimiento que absorbe el 99,90% de la luz visible. En términos de reflectancia, eso se traduce en apenas un 0,08% de luz reflejada. La gran noticia no es tanto la cifra —Vantablack sigue siendo ligeramente más negro con su 99,965% de absorción— sino el hecho de que este nuevo recubrimiento se puede aplicar con las pistolas de pintura convencionales que ya utilizan los fabricantes de automóviles. No hace falta instalar costosos equipos de deposición de vapor ni trabajar en cámaras de vacío. Se pulveriza como cualquier otra pintura y ya está.

La clave: robustez frente a negrura absoluta

Los investigadores sometieron su recubrimiento a pruebas de durabilidad que habrían hecho trizas al Vantablack original.  Los paneles pintados resistieron diez días de inmersión en agua a 40°C sin mostrar daños visibles. También superaron pruebas de humedad al 95% durante dos semanas y tests estándar de adhesión. Vantablack, en cambio, era tan delicado que incluso la luz y el polvo podían degradar su acabado.

Como señala un investigador del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE.UU.: «Es muy difícil tener ambas cosas, supernegro y superrobusto». El equipo chino ha logrado ese equilibrio. Han sacrificado una fracción de negrura para ganar algo mucho más valioso: la posibilidad de que este material salga del laboratorio y llegue a la calle.

¿Qué nos depara el futuro? El horizonte de los «cuatro nueves»

El trabajo de los investigadores chinos no ha terminado. De hecho, están lejos de haber alcanzado el límite teórico de lo posible. En el futuro, planean incorporar la tecnología de índice de refracción gradual (GRIT), que crea capas graduadas a través del recubrimiento para reducir aún más la reflexión superficial y absorber más luz. El objetivo final es alcanzar lo que los científicos llaman «los cuatro nueves»: el 99,99% de absorción de luz.

En ese territorio, la medición se convierte en un desafío en sí mismo. «Es tan difícil como fabricar el propio recubrimiento cuando hablas de los cuatro nueves», explica un físico del NIST. Los instrumentos de medición convencionales no tienen la precisión necesaria para cuantificar reflectancias tan bajas, lo que obliga a desarrollar nuevos métodos de caracterización. Pero incluso sin alcanzar ese cifra mítica, el recubrimiento CB-CNT ya ha demostrado su valía.

Los investigadores ahora trabajan en la verificación de la ventana de aplicación del recubrimiento y en validaciones exhaustivas de sus propiedades. Queda por evaluar su resistencia a los rayos UV, a los arañazos, a la corrosión y al impacto de las piedras antes de que pueda comercializarse. Pero el camino está trazado.

Más que una pintura: un símbolo de una nueva era industrial

Este avance trasciende estético o tecnológico. Representa un cambio en el equilibrio de poder en la industria automotriz global. Durante décadas, empresas como BASF o PPG han dominado el mercado de pinturas de alta gama para automóviles.

La irrupción de Nipsea —un grupo con sede en Singapur pero con su centro de I+D en Shanghái— indica que la cadena de suministro china ya compite en los segmentos de mayor valor añadido. Es una declaración de intenciones. Demuestra que la industria china puede pasar de ser un centro de fabricación a un generador de tecnología de vanguardia. Y en un mercado donde el color se ha convertido en un argumento de venta, tener la tecnología para producir el negro más negro del mundo —y hacerlo de forma práctica y duradera— es una ventaja competitiva de primer orden.

Fuente: Cell Press

Vía: EurekAlert

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