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 。
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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VerticallyAligned 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 。
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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 。
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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 。
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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?
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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 。
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