科學家做出世界上最黑的物體,黑到說不出有多黑
我們有一句話,叫做天下烏鴉一般黑。大家總以為世界上的黑色都是一樣的,其實在科學家眼裡,不同的黑色之間都是不同的。
在我們眼裡的黑色,在科學家眼中,其實還遠遠不夠黑。
黑的概念究竟是怎樣的呢?其實很簡單,那就是沒有任何可見光能夠進入人類視覺範圍。
說起來,絕對的黑,恐怕只有在黑洞了。當然,我們是不可能親眼看到黑洞的,想要看絕對黑的東西,只能「自食其力」了。
為了研發世界上最黑的東西,科學家們可謂是煞費苦心。
2012年的時候,英國的一家名叫Surrey NanoSystem的公司,研發出來了當時世界上最黑的物質——納米碳管黑體,又叫碳納米管黑體,英文全稱叫做VerticallyAligned Nano Tube Arrays(垂直排列碳納米管陣列),簡稱Vantablack。
那麼,這個Vantablack到底有多黑呢?該公司表示,在常溫狀態下,Vantablack可以吸收99.965%的可見光。
我們中學的時候都學過黑體的概念,教材上舉的例子,就是一個開了一個極小空洞的大盒子,通過孔洞射入光線,光在盒子內部不斷反射,幾乎不會從這個孔洞再射出來,這就是假設的一種黑體。Vantablack其實差不多也是類似的原理,當可見光射到Vantablack時,99.965%的可見光波段的電磁波都會在管壁之內發生不斷的偏折,最後轉化為熱能。
那麼,這個程度究竟有多黑呢?我們來舉幾個生活中常見的例子,大家就清楚了。
以學校的黑板為例(黑色的黑板,不是墨綠色的黑板),儘管看起來很黑,但是它表面仍然可以讓我們看到一些紋理。事實上,它可以反射7%的可見光。
而用來鋪馬路的瀝青,也可以反射4%的可見光。因此,我們才可以看到瀝青的凹凸不平。
由此可見,99.965%的吸收率是有多麼高。當我們真正看到這個物體的時候,甚至可能會驚呼出來:這是PS的吧!它們實在太黑而,以至於即使表面凹凸不平,有各種紋理,但也無法用肉眼看出來。
那麼,Vantablack為何這麼黑呢?
其實,看名字我們就知道了,碳納米管黑體的微觀結構,是一種管道陣列。據描述,這種微觀的管式結構每一根管都只有頭髮的萬分之一直徑,可見是多麼「精緻」,以至於絕大部分粒子都無法進入。當光子射到Vantablack上時,會在官道之間的空間內發射不斷偏折,而不是簡單的反射,能量被材料吸收,最終轉化為熱量。
話說回來,科學家研究這麼黑的東西,難道只是為了好玩嗎?
顯然不是。
以天文望遠鏡為例,科學家在利用它們觀測宇宙時,很多雜光會進入望遠鏡,導致干擾。而如果在望遠鏡內壁塗上Vantablack,將這些雜光吸收,觀測效果將會大幅提升。
在研發了Vantablack之後,這些科學家又繼續努力,研發出了二代Vantablack。第二代的Vantablack比第一代還要黑,黑到他們已經無法測試其黑度究竟有多少了。
甚至還有人設想,如果這個材料用作服裝上,會怎麼樣。網友表示:如果穿上這個材料的衣服,恐怕別人還以為是黑色的紙片在走路吧……
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