Acktar Metal Velvet vs. Aeroglaze Z306 – Technische Einblicke in die schwärzesten schwarzen Beschichtungen
Warum schwarze Beschichtungen mehr als nur „schwarz“ sind
In der Optik und Luft- und Raumfahrt ist „Schwarz“ keine Farbwahl, sondern eine technische Anforderung. Die schwärzesten Beschichtungen der Welt wurden speziell entwickelt, um Streulicht, Streuung und Reflexionen in den anspruchsvollsten Anwendungen zu minimieren:
- Weltraumteleskope, die versuchen, Exoplaneten zu entdecken, die eine Milliarde Mal dunkler sind als ihre Muttersterne
- Halbleiter-Wafer-Inspektionswerkzeuge, die nach Defekten im Nanometerbereich suchen
- Lasersysteme, bei denen selbst kleine Reflexionen empfindliche Messungen verfälschen können
Vantablack, Kohlenstoffnanoröhren, Aeroglaze-Farben und Acktar-Beschichtungen werden alle unter derselben Kategorie „schwarze Beschichtungen“ aufgeführt, aber ihre Leistung unter realen Testbedingungen unterscheidet sich erheblich
.
Aeroglaze Z306 vs. Acktar Metal Velvet: Ein Vergleich schwarzer Beschichtungen
An der University of Arizona haben von der NASA finanzierte Forscher mit Hilfe des Space Coronagraph Optical Bench (SCoOB) getestet, wie verschiedene Beschichtungen den erreichbaren Kontrast begrenzen.
Spiegelreflexion | diffuse Reflexion | |
Aeroglaze Z306 (eine schwarze Polyurethan-Luftfahrtfarbe) | ~10⁻⁶ | ~4.8% |
Acktar Metal Velvet (eine vakuumbeschichtete anorganische „schwarzeste schwarze“ Beschichtung) | ~10⁻⁶ | ~1% |
Das Ergebnis war eindeutig: Bei schmalen optischen Bandbreiten dominierte die mit Aeroglaze beschichtete Blende die Kontrastgrenze des Koronagraphen, während die mit Acktar beschichtete Blende weniger als ein Viertel der Streuung beitrug.
Dies ergibt eine klare Aufgabe für die nächsten Entwicklungen von Acktar.
Schwarzes Schwarz: Nicht alle Beschichtungen sind gleich
Bei der Verwendung in Membranfiltrationsanlagen sind Lösungen wie schwarze Farbe, Kohlenstoffnanoröhren oder schwarze Eloxierung problematisch. Acktar 100 % anorganischer, biokompatibler, sehr dünner schwarzer Film mit geringer Reflexion trägt zur Minimierung des Kontaminationsrisikos bei, indem er eine saubere optische Umgebung schafft. Dies ist für die Aufrechterhaltung der Integrität der Probe und die Vermeidung von falsch positiven Ergebnissen bei Nachweisverfahren von entscheidender Bedeutung.
Anpassungsfähigkeit an verschiedene Techniken
Der Begriff „schwarzeste schwarze Beschichtung“ wird oft mit Vantablack oder anderen Farben/Beschichtungen auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren in Verbindung gebracht. Solche Schwärzungslösungen erzielen unter Laborbedingungen eine außergewöhnliche Absorptionsfähigkeit, sind jedoch empfindlich und lassen sich nur schwer in reale optische Systeme integrieren.
Im Gegensatz dazu gehört Acktars Metal Velvet TM zu einer anderen Klasse: eine robuste, extrem reflektionsarme schwarze Beschichtung, die direkt auf Metalle, Keramiken und Polymere aufgetragen werden kann, Vibrationen standhält und thermisch stabil von kryogenen bis zu Hochtemperaturumgebungen (450 °C) ist. Im Gegensatz zu schwarzen Farben wie Aeroglaze sind Acktar-Beschichtungen:
– anorganisch und bindemittelfrei → keine Ausgasung, UHV-kompatibel
– optische Lambert-Beschichtung → wirklich diffus, keine scharfen Spiegelungen
– mechanisch stabil → kein Abblättern oder Ablösen von Partikeln
Aus technischer Sicht ist Metal Velvet damit eine der praktischsten schwarzen Beschichtungen, die derzeit erhältlich sind.
Die Zukunft ultra-schwarzer Beschichtungen: Unterhalb der Reflexion
Metal Velvet bietet bereits eine diffuse Reflexion von ~1 % und liegt damit vor Aeroglaze und vielen anderen herkömmlichen Beschichtungen. Aber die Nachfrage nach noch dunkleren, schwärzeren Beschichtungen wächst unweigerlich.
Acktar entwickelt derzeit die nächste Generation ultra-schwarzer Beschichtungen mit einer diffusen Reflexion von <1 %. Diese schwarze optische Beschichtung, die sich derzeit in der Entwicklung befindet, wird für die Luft- und Raumfahrtoptik, Lasersysteme und Halbleiterprüfgeräte geeignet sein. Damit erhalten optische Systeme die gleiche oder sogar eine bessere Leistung als die derzeit dunkelsten Beschichtungen, jedoch in einer Form, die robust, sauber und für solche Anwendungen einsatzbereit ist.
Technische Erkenntnisse
Die Lehre daraus ist klar:
Es kann sich nachteilig auf das Projekt auswirken, wenn man die Beschichtung aufgrund einer vagen Vermutung und nicht aufgrund empirischer Beweise auswählt. Das Nichtverstehen des Unterschieds zwischen 1 % und 5 % diffusem Reflexionsvermögen kann über den Erfolg einer milliardenschweren Weltraummission entscheiden.
Der SCoOB-Teststand der NASA hat eindeutig gezeigt, dass die Farbe Aeroglaze Z306 fünfmal mehr Streuung verursacht als Acktar Metal Velvet. Bei kontrastreicher Optik ist dies kein geringfügiger Unterschied – es ist die Leistungsgrenze.
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References
- Ramya M. Anche et al., The Space Coronagraph Optical Bench (SCoOB): End-to-end numerical modeling of the testbed to estimate the contrast limits (2025). https://arxiv.org/abs/2509.02887
2. NASA, A Cryogenic Infrared Calibration Target: Characterization of Black Coatings (2014).
3. Europlanet EPN2020-RI, BRDF and Reflectance Database Report (2017).
The use of Acktar coatings yield major improvements in a wide range of products and applications.
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