Un equipo de investigación financiado por la NASA que estudiaba un starshade para utilizarlo junto con un telescopio espacial se encontró con un problema inesperado.
Para fotografiar directamente un planeta fuera del sistema solar, primero hay que bloquear la luz de la estrella alrededor de la cual orbita. La estrella emite luz propia, mientras que el planeta solo refleja una pequeña parte. Si incluso una pequeña cantidad de luz estelar entra en el telescopio, la débil señal del planeta queda enterrada.
Uno de los dispositivos que se estudian para resolver este problema es el starshade. Se trata de una enorme pantalla con forma de flor que se situaría a gran distancia del telescopio espacial para bloquear la luz de una estrella antes de que llegue al instrumento. Todavía no se ha utilizado en una misión de observación real; continúa en desarrollo y pruebas para futuras observaciones de exoplanetas.
Pero hay otra luz que causa problemas. La luz de nuestro propio Sol.
Cuando la luz solar alcanza los bordes de los pétalos del starshade y se dispersa, una parte puede llegar al telescopio. El equipo financiado por la NASA fabricó esos bordes con un grosor de unos 300 nanómetros, unas pocas centésimas del grosor de un cabello humano.
Aun así, la luz dispersada era excesiva.
Entonces, ¿por qué no ennegrecer el borde?
El problema estaba en la manera en que las capas ultranegras convencionales consiguen ser negras. Los recubrimientos basados en nanotubos de carbono o microestructuras tridimensionales crean estructuras de cierta altura sobre la superficie para atrapar la luz. Pueden ser extremadamente negros, pero también pueden tener varios micrómetros de espesor. Aplicarlos sobre un filo de 300 nanómetros embotaría la punta fabricada con tanta precisión, lo que volvería a aumentar la dispersión en el borde.
El starshade necesitaba un recubrimiento extremadamente negro y, al mismo tiempo, extremadamente fino.
El recubrimiento desarrollado por ZeCoat siguió otro camino. En lugar de levantar microestructuras altas, apiló múltiples capas muy finas de metal parcialmente transmisivo y vidrio dieléctrico. Si se ajusta con precisión el grosor de las capas, la luz forma ondas estacionarias dentro de cavidades de escala nanométrica, mientras las capas metálicas absorben la energía.
Si los nanotubos de carbono hacen que la luz se pierda dentro de un bosque profundo, este método se parece más a mantenerla rebotando dentro de una cavidad muy fina.
El recubrimiento tenía aproximadamente una centésima parte del grosor de otras opciones estudiadas. Aplicado a un borde de prueba de 50 centímetros de longitud, redujo la luz reflejada aproximadamente veinte veces.1
Así se conservó la geometría afilada y, al mismo tiempo, se logró la absorción necesaria.
Un bosque de carbono que absorbía el 99,995%
Eso no significa que los récords de reflectancia mínima carezcan de importancia.
En 2019, investigadores del MIT estaban haciendo crecer nanotubos de carbono sobre aluminio cuando descubrieron una superficie excepcionalmente negra. MIT informó de que absorbía al menos el 99,995% de la luz incidente. En ese momento, la cantidad de luz que devolvía era aproximadamente una décima parte de la de otros materiales ultranegros conocidos.
El principio era parecido al del Vantablack inicial visto en la Parte 1. La luz que entra entre los numerosos nanotubos cambia de dirección repetidas veces y pierde oportunidades de escapar.
Lo interesante es que el objetivo del equipo no era batir un récord de negrura. Estudiaban una forma de destruir la capa de óxido natural del aluminio para unir los nanotubos directamente al metal, y descubrieron de forma inesperada aquel comportamiento óptico.2
¿Significa eso que cualquier material con una cifra inferior al 99,995% siempre es menos negro?
Si se cambia la longitud de onda, cambia también la respuesta.
Lo que es negro para una persona puede ser brillante para un sensor
Musou Black, de la empresa japonesa Koyo Orient, es una pintura acrílica ultranegra que se puede aplicar con brocha o aerógrafo.
La luz se comporta de manera distinta según su longitud de onda. La luz visible para una persona ocupa aproximadamente el intervalo entre 380 y 780 nanómetros. Según los datos del fabricante, Musou Black absorbe alrededor del 99,4% de la luz visible; a 550 nanómetros refleja aproximadamente un 0,6%.
A longitudes de onda mayores, el resultado cambia. A 950 nanómetros la reflectancia sube al 2,0%, y a 1.500 nanómetros alcanza el 10,7%. Ambas longitudes de onda pertenecen al infrarrojo cercano y son invisibles para el ojo humano.
Para una persona sigue pareciendo muy negro. Pero para un sensor que trabaja a 1.500 nanómetros, la superficie devuelve aproximadamente una décima parte de la luz que recibe.
Koyo Orient ha desarrollado también otros materiales ultranegros para equipos infrarrojos. Su IR Flock Sheet presenta una reflectancia de alrededor del 0,3% tanto a 550 como a 950 nanómetros, y de aproximadamente el 0,5% incluso a 1.500 nanómetros. Entre sus aplicaciones principales se encuentran LiDAR, visión artificial y pruebas de sensores infrarrojos.3
Para el ojo humano, ambos son negros.
Para una máquina, no son el mismo negro.
Si es demasiado negro, también desaparece la forma del automóvil
Incluso fijando una sola longitud de onda, queda otra dificultad en la idea de «negro». Una misma superficie se ve diferente dependiendo de la dirección desde la que llega la luz y de la dirección en la que regresa.
En 2019 BMW recubrió un X6 con un material de la familia Vantablack. Sin embargo, no eligió el Vantablack más negro.
Utilizó VBx2, aplicado por pulverización. Su reflectancia hemisférica total (THR), es decir, la luz devuelta en todas las direcciones, era de aproximadamente el 1%. Sigue siendo extremadamente negro, pero deja más luz reflejada que el Vantablack inicial.
La razón era la forma del coche. Las superficies convexas y cóncavas, las zonas orientadas directamente hacia la luz y las que reciben luz oblicua devuelven cantidades diferentes. Nuestros ojos utilizan esas diferencias para leer las curvas y el volumen tridimensional de la carrocería.
Si se reduce demasiado la reflexión, esas señales visuales desaparecen. Surrey NanoSystems explicó que, si se hubiera empleado el Vantablack original, el X6 habría perdido casi toda sensación de volumen. El 1% de reflectancia de VBx2 dejaba suficiente luz para percibir la silueta y la curvatura del vehículo.
Solo se fabricó un X6 con Vantablack, como vehículo de exposición. Surrey NanoSystems señaló además que convertir VBx2 en una pintura capaz de soportar el uso cotidiano de un automóvil exigiría grandes mejoras de durabilidad.4
La luz reflejada puede ser ruido que conviene eliminar, pero también puede ser información sobre la forma del objeto.
Un automóvil negro bajo el sol permite ver fácilmente esta direccionalidad. La mayor parte de la carrocería puede parecer oscura, pero basta cambiar la posición del observador para que una zona brille de repente.
Llamemos ángulo de incidencia al ángulo con el que la luz llega a la superficie, y ángulo de observación al ángulo desde el que se mira. Incluso en una misma superficie, cambiar la combinación de ambos modifica la cantidad de luz que vuelve al ojo o al sensor.
Una forma detallada de medirlo es la Bidirectional Reflectance Distribution Function, o BRDF.
El nombre es largo, pero el principio es sencillo. Se cambian el ángulo de incidencia y el ángulo de observación, y se mide cuánta luz vuelve en cada combinación. Es, en la práctica, un mapa de cuánto se ilumina una superficie según desde dónde se la ilumina y desde dónde se la observa.
Un estudio publicado en 2026 comparó con el mismo equipo Vantablack, pintura Musou Black, tejido negro de Musou, terciopelo negro y pintura negra convencional. Los investigadores obtuvieron valores de luminancia reflejada para 24.488 combinaciones de ángulo de incidencia y observación por material.
Al ordenar esos valores de los más oscuros a los más claros, aparecían diferencias entre materiales. En la mediana, el tejido negro de Musou tenía la luminancia más baja. Es decir, su nivel típico de reflexión en el conjunto de combinaciones angulares medidas era especialmente bajo.
Pero en el extremo más brillante Vantablack salía mejor parado. Incluso en el percentil 99, cerca del 1% de valores más brillantes, Vantablack presentaba la reflectancia más baja. Cuando otros materiales se volvían relativamente brillantes bajo determinados ángulos, Vantablack suprimía mejor esos reflejos.
Dicho de forma sencilla, el tejido negro de Musou era especialmente oscuro en combinaciones angulares típicas, mientras que Vantablack se mantenía más oscuro incluso en combinaciones desfavorables que tendían a producir reflejos brillantes.
El equipo utilizó también los datos BRDF para representar por ordenador esferas hechas de cada material y pidió a 36 personas que evaluaran cuál parecía más oscura. A medida que aumentaba la iluminación, la diferencia entre la pintura negra corriente y los materiales ultranegros se hacía mayor, y Vantablack y el tejido negro de Musou fueron considerados los más oscuros en las tres condiciones de iluminación. La evaluación humana y la medida física de la reflectancia coincidieron bastante bien.5
Un baffle necesita otro tipo de negro
Los telescopios y las cámaras contienen estructuras negras alrededor de lentes y sensores que impiden que la luz reflejada en el interior llegue al detector. Se llaman baffles.
Un baffle tiene requisitos diferentes de un starshade. En vez de conservar un borde extremadamente fino, debe reducir la luz procedente de muchas direcciones y en un amplio intervalo de longitudes de onda, y además poder aplicarse de forma estable sobre piezas metálicas complejas.
Un estudio publicado en 2025 por investigadores de Corea analizó una técnica para hacer crecer directamente nanofibras de carbono (CNF) sobre la aleación de aluminio Al6061 utilizada en instrumentos ópticos.
El principio de absorción de las nanofibras de carbono es similar al de los nanotubos. La luz entra en la densa estructura de carbono, rebota repetidamente y termina siendo absorbida antes de poder escapar.
La dificultad consistía en formar esa estructura de manera uniforme y resistente directamente sobre una pieza real de aluminio.
Los investigadores situaron un catalizador de níquel dentro de la capa de óxido porosa de la superficie del aluminio y después hicieron crecer las nanofibras mediante deposición química de vapor térmica (CVD). En lugar de pegar una película negra fabricada por separado, hicieron crecer la propia estructura ultranegra desde la superficie de la pieza.
La capa superficial rica en cromo del Al6061 anodizado en negro también desempeñó un papel. El equipo concluyó que la interfaz entre cromo y níquel ayudaba a estabilizar el catalizador y contribuía tanto al crecimiento uniforme de las CNF como a la estabilidad mecánica y ultravioleta del recubrimiento.
El recubrimiento optimizado absorbía de media alrededor del 99% de la luz entre 0,3 y 2,5 micrómetros, y aproximadamente el 98,5% en la región infrarroja entre 2,5 y 15 micrómetros. Mantuvo una absorción elevada bajo múltiples ángulos de incidencia.
La superficie también repelía bien el agua y permanecía estable en pruebas de esfuerzo mecánico y radiación ultravioleta. El resultado estaba orientado a lo que necesita un baffle real: absorber luz en un amplio intervalo espectral y en múltiples direcciones, y resistir sobre una pieza metálica real.
La validación final se hizo en un baffle. En simulaciones ópticas con LightTools y Zemax basadas en datos BRDF y en experimentos con distintos ángulos de incidencia, el nuevo recubrimiento redujo la luz parásita en más de 10 decibelios frente al anodizado negro convencional. El decibelio expresa una relación entre dos magnitudes en escala logarítmica; aquí significa que la intensidad de la luz parásita cayó a una décima parte o menos. El rendimiento de absorción medido a escala del material se tradujo en una reducción real de la luz parásita dentro de un sistema óptico.6
El starshade y el baffle eliminan ambos luz no deseada, pero necesitan negros distintos.
El starshade necesita un negro tan fino que no estropee un borde afilado. El baffle necesita un negro robusto que absorba un amplio intervalo de longitudes de onda y direcciones sobre piezas metálicas complejas.
La pregunta para medir el negro se hizo más larga
Una revisión sobre materiales ultranegros publicada en 2026 propuso analizar el campo mediante tres elementos combinados: material, scene y characterization.
Es decir, hay que considerar de qué está hecho el material, dónde se va a utilizar y bajo qué condiciones se mide.7
Eso no elimina la importancia de récords como el 99,995%. En óptica de precisión, donde incluso una reflexión minúscula puede ser problemática, la reflectancia absoluta sigue siendo importante.
Pero cada vez hay más casos en los que una sola cifra no basta.
¿Se trata de luz visible para una persona o de infrarrojo? ¿Desde qué dirección entra y hacia qué dirección sale? ¿Es una muestra plana de laboratorio o una pieza real? Cuando se instala en el sistema, ¿se reduce realmente la luz que se quería eliminar?
«¿Cuál es el negro más negro del mundo?» sigue siendo una pregunta atractiva.
El problema que los investigadores intentan resolver en la práctica es más concreto.
¿Qué luz queremos eliminar, dónde y para qué?
Notas
1. El informe de desarrollo tecnológico de NASA Science de 2026 explica que un starshade debe suprimir no solo la luz de una estrella lejana, sino también la luz dispersada procedente de nuestro Sol. El mismo documento describe bordes de unos 300 nanómetros, el problema del espesor de los recubrimientos convencionales de CNT y microestructuras tridimensionales, la estructura multicapa de ZeCoat con metal parcialmente transmisivo y vidrio dieléctrico, un espesor aproximadamente cien veces menor y una reducción de la reflexión de alrededor de veinte veces en un borde de prueba de 50 centímetros. NASA Science
2. Kehang Cui y Brian L. Wardle, “Breakdown of Native Oxide Enables Multifunctional, Free-Form Carbon Nanotube–Metal Hierarchical Architectures,” ACS Applied Materials & Interfaces 11(38), 2019, 35212–35220. El artículo original informa de una reflectancia de banda ancha de 1×10⁻⁵; MIT presentó el resultado de forma conservadora como una absorción de «at least 99.995%» teniendo en cuenta los límites de medición. El texto utiliza la cifra conservadora de MIT. ACS/DOI · MIT AeroAstro
3. La descripción del intervalo aproximado de 380–780 nanómetros para la luz visible se ajusta a materiales técnicos y estándares de CIE y NIST. La reflectancia total por longitud de onda y los usos de Musou Black e IR Flock Sheet proceden de datos publicados por fabricantes del grupo Koyo Orient. Son valores de referencia del fabricante, no resultados revalidados mediante ensayos independientes en idénticas condiciones comparativas. CIE · Musou Black · IR Flock Sheet
4. El BMW X6 de 2019 fue un show car único al que se aplicó VBx2, de la familia Vantablack. BMW indicó una reflectancia hemisférica total (THR) del 1% para VBx2, y Ben Jensen explicó que con el Vantablack original el vehículo habría perdido prácticamente toda sensación tridimensional. En la misma entrevista oficial indicó que lograr la durabilidad necesaria para convertir VBx2 en una pintura de uso diario para automóviles seguía siendo un gran reto técnico. BMW Group
5. Jiří Filip y Radomír Vávra, “How dark is dark? A reflectance and scattering analysis of black materials,” Journal of the Optical Society of America A 43(7), 2026, 1037–1045. Se midieron 24.488 combinaciones válidas de dirección de incidencia y observación por material. Musou fabric presentó los valores más bajos en los percentiles 1 y 50 de luminancia relativa, mientras que Vantablack tuvo el percentil 99 más bajo. Treinta y seis participantes evaluaron muestras renderizadas a partir de los datos BRDF medidos bajo tres condiciones de iluminación; Vantablack y Musou fabric fueron considerados los más oscuros en todas ellas. Optica/DOI · manuscrito público en arXiv
6. Geun Tak Yuk et al., “Direct CVD Growth of Robust Carbon Nanofiber-Based Super Black Coatings on Complex-Curvature and Commercial Anodized Al(6061) for Enhanced Stray-Light Suppression in Optical Baffle Systems,” ACS Applied Engineering Materials 3(9), 2025, 3049–3064. El trabajo se publicó en línea el 17 de septiembre de 2025 y apareció en el número del 26 de septiembre. Informa de integración de catalizador de Ni, una interfaz Cr–Ni, absorción media del 99% entre 300 y 2500 nanómetros y del 98,5% entre 2500 y 15.000 nanómetros, estabilidad mecánica y frente a UV, hidrofobicidad y una reducción de más de 10 dB de luz parásita frente al anodizado negro convencional en un baffle real. ACS/DOI
7. Peilin Yang et al., “Ultra-Black Materials: Fundamentals, Design, and Applications,” Laser & Photonics Reviews 20(16), 2026, e02136. Publicada por primera vez el 29 de mayo de 2026, la revisión organiza la investigación sobre ultranegros mediante el marco material–scene–characterization y describe una evolución desde cifras únicas de reflectancia hacia una caracterización multidimensional. Wiley/DOI