人類再次完敗！費盡心思造出的超黑材料，原來動物身上早就有了

事實證明，黑鸝的顏色其實沒那麼黑。它們的羽毛可以吸收大部分的可見光，但仍會將3%-5%的光線反射出去。至於真正的黑色羽毛，你需要前往巴布新幾內亞，到天堂鳥身上去找尋。

儘管天堂鳥以絢麗多彩的羽毛而聞名，但也有幾個種類擁有超黑的黑色羽毛。這些羽毛會毫無保留地吞噬光線，並藉此抹掉所有邊緣和輪廓的痕迹。這種顏色的身體部位看起來不再屬於鳥類本身，而更像是現實世界出現的一個黑洞。它們比黑更黑，黑到無以復加。

通過分析博物館中的標本，哈佛大學的達科塔·麥考伊（Dakota McCoy）發現了天堂鳥羽毛能夠如此之黑的奧秘，一切都在於羽毛的微觀結構。

一般的羽毛都有一根中心軸，名為羽軸。羽軸上會伸出纖細的羽枝，而羽枝上又會伸出更加纖細的羽小枝。整個結構是平坦的，羽軸、羽枝和羽小枝都在同一個平面上。但天堂鳥的超黑羽毛看起來非常不同，其羽小枝不是平的，而是向上彎曲的。而且，這些羽小枝並非光滑的圓柱體，而是布滿了微小的釘子。「這很難描述。」麥考伊說，「它有點像一個小瓶刷，或者一塊珊瑚。」

這些獨特的結構非常擅長捕獲光線。當光線照在普通的羽毛上時，它會遇到一系列水平的表面，很容易發生反射。但當光線照在一根超黑羽毛上時，它會遇到一團亂麻，其中大部分都是垂直的表面。光線不會被反射，而是在羽小枝與釘狀結構之間彈來彈去。每經過一次反彈，更多的光線就會被吸收，光線就這樣隱沒於羽毛之中。

麥考伊及其同事——其中包括美國國立自然歷史博物館的特蕾莎·費奧（Teresa Feo）——研究後發現，這種捕獲光線的納米技術可以吸收高達99.95%的入射光。這個比例要比其他黑色鳥類（如烏鴉或黑鸝）高出10到100倍，相比之下，人類製造出的最黑的材料Vantablack（碳納米管黑體），其入射光反射比例也才達到99.965%。這種材料由英國公司Surrey Nanosystems製造，它由垂直的碳納米管陣列組成，這些碳納米管是在約400攝氏度的條件下「生長」出來的。天堂鳥能夠大規模生成類似的結構陣列，而它們只需使用生物材料，溫度也只是體溫。

Vantablack實在不可思議：它吸收光線的能力是如此之強，以至於你用激光照射它時，紅點甚至會消失。不過，麥考伊用超黑羽毛完成了類似的演示。在下面的圖片中，你可以看到兩根羽毛，它們都被撒上了金粉。左邊的羽毛屬於小黑腳風鳥，這是一種普通的黑鳥，被撒上金粉的羽毛看起來跟周圍一樣呈金色。右邊的羽毛來自裙風鳥，這是42種天堂鳥之一。是的，它也被撒上了金粉。沒錯，它看上去仍然是黑色的。金粉沉澱到了羽毛微觀陣列的凹槽中，失去了光澤。

兩根被撒上了金粉的羽毛

哥倫比亞大學研究鳥類顏色演變的專家拉斐爾·瑪雅（Rafael Maia）表示，這引出了其他一些問題。「這是天堂鳥獨有的特點嗎？其他物種進化出類似的特點了嗎？」他說，「如果是，它們對相同類型的羽毛演化進行利用了嗎？」

很多動植物都會利用微觀結構，產生異常艷麗的色彩，並散發出金屬光澤。相比之下，有些物種則會利用微觀結構反其道行之：把顏色全部吸收掉。不過，這類物種的數量相比前者要少一些，其中就包括幾種蝴蝶以及加彭噝蝰。

加彭噝蝰的毒牙長約5厘米，是蛇類中最長的。這種毒蛇可能是把超黑的鱗片作為偽裝，讓其他生物辨不清它的輪廓，以便更好地融入雨林的枯葉之中。而天堂鳥的超黑羽毛則可能是為了世界上所有動物都在追逐的同一件事：性。

「這些特性進化出來，也許是為了造成視覺錯覺，以便讓相鄰的顏色看起來比實際更明亮。」麥考伊說，「動物的眼睛和大腦天生就會根據周圍環境的光量進行調整，這就是為什麼不管在陽光下還是在陰影中，蘋果看上去都是紅色的，儘管在不同環境中，我們的眼睛所接收光線的波長存在相當大的差異。而一種超黑的畫面能夠抑制我們的這種能力，從而讓周圍的顏色看起來非常明亮，甚至閃閃發光。」

雄鳥能夠非常好地利用這種錯覺。麗色掩鼻風鳥（麗色就包含在它的名字里，不是我加的形容詞）會張開超黑的翅膀，頭部在兩翼之間來回移動，炫耀自己的鐵青色喉嚨。華美風鳥（再一次，它真的就叫這個名字）會打開由超黑羽毛組成的「披肩」，來突出展示自己面頰和胸腔上的鐵青色斑塊，它看起來就像一副張著大嘴的幽靈面孔。六羽天堂鳥則會打開一件超黑「短裙」，以此炫耀喉嚨周圍五彩斑斕的「圍嘴」。

這些錯覺在直視時效果最佳。從那個角度，羽毛上的羽小枝和釘狀結構都直接對著你，它們能更好地捕獲光線。而當你從側面去看時，超黑羽毛就顯得沒那麼黑了。這就是為什麼雄鳥在跳舞時會非常小心地直接面對心儀對象的視線，跳來跳去以防觀眾從側面看到自己。

對人類而言，超黑表面也有很多用處。它可以用來偽裝軍隊車輛；幫助太陽能面板捕獲更多光線；或是阻止雜散光進入望遠鏡，從而增強其發現暗星的能力。Vantablack已經能夠勝任這些工作，但麥考伊認為，對工程師來說，超黑羽毛中的結構可能仍然很有用。「如果這些能夠通過3D列印，以很低的成本製造出來，那將非常了不起。」她說。

翻譯：何無魚

來源：The Atlantic

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