L'oiseau de paradis inspire le tissu le plus sombre jamais créé.
Le noir absolu – défini comme une couleur qui réfléchit moins de 0,5 % de la lumière incidente – trouve de nombreuses applications, notamment dans les appareils photo, les panneaux solaires et les télescopes. Cependant, il est difficile à produire et son noir peut paraître moins intense selon l'angle de vue. Un laboratoire de l'université Cornell a mis au point une méthode simple pour obtenir cette couleur rare.
S'inspirant de la nature, et notamment du noir intense du magnifique oiseau-fusil , des chercheurs du laboratoire de conception de vêtements adaptatifs (RAD) du Collège d'écologie humaine (CHE) ont teint un tissu tricoté en laine mérinos blanche avec de la polydopamine, puis l'ont gravé dans une chambre à plasma pour créer des nanofibrilles, de minuscules excroissances pointues. Ces caractéristiques visaient à imiter les propriétés de piégeage de la lumière des plumes ultra-noires de l'oiseau-fusil, qui absorbent la majeure partie de la lumière incidente.
La méthode en deux étapes mise au point par les chercheurs a permis de produire le tissu le plus foncé jamais obtenu ; elle est également facile à fabriquer, adaptable à grande échelle, portable et indépendante de l’angle de vue. Les chercheurs ont déposé une demande de brevet auprès du Cornell Center for Technology Licensing (CTL) et envisagent de créer une entreprise autour de leur procédé, applicable aux matières naturelles telles que la laine, la soie et le coton.
" D'un point de vue design, je trouve ça passionnant, car beaucoup de vêtements ultra-noirs existants ne sont pas aussi faciles à porter que les nôtres. Et ils restent ultra-noirs même sous des angles plus larges ", a déclaré Larissa Shepherd , MS '13, Ph.D. '17, professeure adjointe au Département de conception centrée sur l'humain (CHE).
Shepherd, directrice du laboratoire RAD, est l'auteure principale de l'article " Textiles de laine ultra-noirs inspirés par la structure hiérarchique des oiseaux ", paru le 26 novembre dans Nature Communications. Ses co-auteurs sont Hansadi Jayamaha et Kyuin Park (promotion 2023), doctorants et membres du laboratoire RAD.
Leurs travaux portaient notamment sur l'analyse des plumes du riflebird, un oiseau de paradis présent en Nouvelle-Guinée et en Australie. Shepherd et son équipe ont obtenu des plumes de riflebird auprès du Laboratoire d'ornithologie de Cornell grâce à l'aide de Mary M. Ferraro, responsable des collections d'oiseaux, et de Vanya Rohwer, conservatrice des oiseaux et des mammifères.
Une robe conçue par Zoe Alvarez (promotion 2025), étudiante en stylisme, et inspirée par le magnifique oiseau-fusil, utilise le tissu ultra-noir (les points les plus proches du bleu) et d'autres tissus d'un noir profond. Le tissu ultra-noir créé au sein du laboratoire de conception de vêtements adaptatifs est le tissu le plus foncé actuellement répertorié.
(Photo : Une robe conçue par Zoe Alvarez - promotion 2025, étudiante en stylisme, et inspirée par le magnifique oiseau-fusil, utilise le tissu ultra-noir (les points les plus proches du bleu) et d'autres tissus d'un noir profond. Le tissu ultra-noir créé au sein du laboratoire de conception de vêtements adaptatifs est le tissu le plus foncé actuellement répertorié.
Le plumage noir saisissant du corbeau-fusil est dû à la mélanine et à des barbules très serrées qui réfléchissent la lumière vers l'intérieur, l'absorbant presque entièrement. Ceci confère à l'oiseau une couleur noire intense, mais seulement lorsqu'on l'observe de face ; vu de biais, son plumage paraît brillant.
Cette même coloration s'observe chez d'autres créatures, notamment les poissons et les papillons. Shepherd a précisé que le choix de la polydopamine comme colorant par son équipe était intentionnel.
" La polydopamine est une mélanine synthétique, et la mélanine est ce que ces créatures possèdent ", a-t-elle expliqué. " Le fusilier présente des structures hiérarchiques fascinantes, les barbules, associées à la mélanine. Nous souhaitions donc combiner ces caractéristiques dans un textile. "
Il ne suffisait pas de recouvrir la surface de la laine : les chercheurs devaient faire pénétrer la polydopamine au cœur des fibres, afin que la laine devienne entièrement noire. En effet, le procédé de gravure plasma élimine une partie de la matière superficielle des fibres les plus externes, ne laissant apparaître que des nanofibrilles pointues, un élément clé du procédé.
" La lumière rebondit essentiellement entre les fibrilles, au lieu d'être réfléchie vers l'extérieur – c'est ce qui crée l'effet ultra-noir ", a expliqué Jayamaha.
L'analyse a révélé que le tissu du groupe présentait un facteur de réflexion total moyen de 0,13 %, ce qui en fait le tissu le plus sombre jamais répertorié. De plus, il est resté d'un noir profond sur un angle de 120 degrés, ce qui signifie qu'il apparaît identique jusqu'à un angle de 60 degrés de part et d'autre ou de face, surpassant ainsi les matériaux commerciaux actuellement disponibles.
D'après Park, leur tissu ultra-noir présente un potentiel considérable pour de nombreuses applications solaires thermiques, car il permet de convertir et d'utiliser la lumière absorbée en énergie thermique. " Nous pourrions notamment utiliser ce tissu ultra-noir pour des applications de camouflage thermorégulateur ", a-t-il déclaré.
L'automne dernier, Zoe Alvarez, étudiante en gestion de la mode (CHE) et promotion 2025, a créé une robe bustier noire inspirée du fusilier. Sa pièce maîtresse était un tissu ultra-noir rehaussé d'une touche de bleu irisé. Des images de la robe ont permis de confirmer la véritable noirceur de ce tissu : lorsque le contraste, la teinte, la saturation ou la luminosité de l'image étaient modifiés, toutes les autres couleurs changeaient, mais le noir restait inchangé.
Shepherd a déclaré que son équipe avait déposé une demande de protection provisoire par brevet auprès de CTL et qu'elle envisageait de candidater à son programme d'accélération de l'innovation Ignite afin de rapprocher son idée du marché.
L'analyse du matériau a été réalisée au sein du centre d'instrumentation partagé Cornell Center for Materials Research and Human Centered Design.