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世界上最黑的物质(世界上最黑的物质图片)

bj0012023-09-24世界之最0

世界上最黑的东西是什么?如何才能做到黑的彻底?

我们有一句话,叫做天下乌鸦一般黑。大家总以为世界上的黑色都是一样的,其实在科学家眼里,不同的黑色之间都是不同的。

在我们眼里的黑色,在科学家眼中,其实还远远不够黑。

黑的概念究竟是怎样的呢?其实很简单,那就是没有任何可见光能够进入人类视觉范围。

说起来,绝对的黑,恐怕只有在黑洞了。当然,我们是不可能亲眼看到黑洞的,想要看绝对黑的东西,只能“自食其力”了。

为了研发世界上最黑的东西,科学家们可谓是煞费苦心。

2012年的时候,英国的一家名叫Surrey NanoSystem的公司,研发出来了当时世界上最黑的物质——纳米碳管黑体,又叫碳纳米管黑体,英文全称叫做Vertically Aligned Nano Tube Arrays(垂直排列碳纳米管阵列),简称Vantablack。

那么,这个Vantablack到底有多黑呢?该公司表示,在常温状态下,Vantablack可以吸收99.965%的可见光。

我们中学的时候都学过黑体的概念,教材上举的例子,就是一个开了一个极小空洞的大盒子,通过孔洞射入光线,光在盒子内部不断反射,几乎不会从这个孔洞再射出来,这就是假设的一种黑体。Vantablack其实差不多也是类似的原理,当可见光射到Vantablack时,99.965%的可见光波段的电磁波都会在管壁之内发生不断的偏折,最后转化为热能。

那么,这个程度究竟有多黑呢?我们来举几个生活中常见的例子,大家就清楚了。

以学校的黑板为例(黑色的黑板,不是墨绿色的黑板),尽管看起来很黑,但是它表面仍然可以让我们看到一些纹理。事实上,它可以反射7%的可见光。

而用来铺马路的沥青,也可以反射4%的可见光。因此,我们才可以看到沥青的凹凸不平。

由此可见,99.965%的吸收率是有多么高。当我们真正看到这个物体的时候,甚至可能会惊呼出来:这是PS的吧!它们实在太黑而,以至于即使表面凹凸不平,有各种纹理,但也无法用肉眼看出来。

那么,Vantablack为何这么黑呢?

其实,看名字我们就知道了,碳纳米管黑体的微观结构,是一种管道阵列。据描述,这种微观的管式结构每一根管都只有头发的万分之一直径,可见是多么“精致”,以至于绝大部分粒子都无法进入。当光子射到Vantablack上时,会在官道之间的空间内发射不断偏折,而不是简单的反射,能量被材料吸收,最终转化为热量。

话说回来,科学家研究这么黑的东西,难道只是为了好玩吗?

显然不是。

以天文望远镜为例,科学家在利用它们观测宇宙时,很多杂光会进入望远镜,导致干扰。而如果在望远镜内壁涂上Vantablack,将这些杂光吸收,观测效果将会大幅提升。

在研发了Vantablack之后,这些科学家又继续努力,研发出了二代Vantablack。第二代的Vantablack比第一代还要黑,黑到他们已经无法测试其黑度究竟有多少了。

甚至还有人设想,如果这个材料用作服装上,会怎么样。网友表示:如果穿上这个材料的衣服,恐怕别人还以为是黑色的纸片在走路吧……

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世界上最黑的物质 纳米碳管黑体可以吸收99.965%的可见光

颜色总是特别的神奇,两种颜色混合在一起就会变成另外一种颜色,多种颜色混合在一起就会变成黑色。黑色在生活中很常见,但是你知道世界上最黑的物质是什么吗?纳米碳管黑体是目前已知最黑物质之一,它能够吸收99.965%的可见光。

目前已经最黑的物质

纳米碳管黑体是目前已知世界上最黑的物质,它能够最高吸收99.965%的可见光波段电磁辐射。当光线摄入碳纳米管黑体的时候,光线并不会反射出去,而是会局限于管壁之中不断偏折,直到光能被转换成为热能为止。这种纳米碳管黑体,就是由垂直排列生成的碳纳米管组成的。

而碳纳米管则是在1991年1月的时候,由日本筑波NEC实验室的物理学家饭岛澄男,使用高分辨透射电子显微镜,从电弧法生产的碳纤维中发现的。这种碳纳米管一种管状的碳分子,它们并不总是笔直的,在局部可能出现凹凸的现象。

这种能够吸收光的超黑物质,在许多地方都很是有应用潜能。比如在望远镜的运用上,它可以防止杂散光进入望远镜,改良地球上和太空中的红外线照相机的影像表现。除此之外它们将光能转变为热能的特性,在军事上也会有很多用途。

就连一些艺术家也对它很感兴趣,比如艺术家Anish Kapoor就使用过这种物质,并表示它就像颜料一样有用。还有一些突发奇想的网友,表示用这种物质做成夜行衣,在夜晚的时候可以与黑夜融为一体,因为它的吸光能力太强了,在黑暗中很难看见它。但是很可惜的是,这种黑色物质会彻底破坏衣服的特性,所以还无法制作成夜行衣。

世界上什么东西最黑?

英国科学家利用蚀刻技术,用硝酸浸泡含有适量磷元素的镍合金,制造出光线反射率极低的超黑色表面材料,这是世界上已知最黑的物质。

据最新一期英国《新科学家》杂志报道,英国国家物理实验室研制的这种超黑材料,可用于制造精密光学仪器,其反射率比目前光学仪器上用于降低反射率的黑漆还要低10倍到20倍。

用化学方法蚀刻镍磷合金使物体表面反射率下降、颜色变黑,这种设想已有约20年历史,但以前的尝试都不太成功。英国科学家用电子显微镜检查了几百种合金板的表面,发现镍磷合金中含磷量对蚀刻后表面结构有很大影响。

科学家将需要处理的物体浸在硫酸镍和次磷酸钠溶液中5小时左右,使表面生成镍磷合金的镀层,然后将物体浸在硝酸中几秒钟。如果镀层中含磷量在5%-7%之间,蚀刻后的物体表面会布满微小的坑,反射率最低,可形成迄今所知的最黑的物体表面。如果含磷量高于8%,表面就会形成微小石笋状结构,反射率增高。

这种超黑物体表面对吸收特定入射角度的光特别有效,如果入射光角度合适,物体表面光反射率可低于0.35%。与之相比,目前光学仪器所用的黑漆光反射率为2.5%。当入射角度为45度时,超黑物体表面的光反射率只相当于黑漆的1/25。

科学家认为,用这种技术可在金属、陶瓷等多种材料表面形成超黑镀层。它在低温条件下不易开裂,与黑漆相比更适用于在外层空间工作的仪器,可望用于帮助改善哈勃太空望远镜的图像质量。

参考资料: