世界上最黑的物質有多黑?塗在物品上能直接隱形,你能想像嗎

天空之城 2021/03/18 檢舉 我要評論
 

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文/天空之城團隊

 

觀察下面兩個面具,最直觀的感受就是:右邊是一個立體的人物面部造型,而左邊就是一塊黑漆漆的平板,除了顏色,什麼都看不到。然而,現實情況是,眼睛又成功地欺騙了你。其實它們是兩個相同的面具,只是其中一個被塗上了黑色顏料「梵塔黑」(Vantablack)。

2014年,英國的薩里納米系統公司成功研製出這種超黑材料。它在特定波長下(750納米)吸光率高達99.965%。也就是說,幾乎沒有光線可以被反射回來。因此,將模型塗上梵塔黑後,它的形狀和輪廓就像是消失了一般,只剩下一個「深不可測的無底洞」。

那麼,這種材料到底是什麼?為什麼它可以這麼黑呢?

「Vanta」其實是「垂直排列碳納米管陣列」的縮寫(Vertically-aligned nanotube array)。這種納米管的粗細只有頭髮絲直徑的萬分之一,光粒子都無法從其中通過,研究人員將它們在垂直方向上排列整齊,從微觀視角觀察,就像是一片片拔地而起的森林。當光線入射到納米管陣列後,就會不斷地偏折,反彈,直到最後被完全吸收。簡單理解,梵塔黑材料之所以這麼黑,就是因為光線在「碳納米管森林」中「迷了路」。

在2014年面世後,梵塔黑便作為「最黑的人造物」入選了吉尼斯世界紀錄,後來,這個紀錄被不斷地打破。2019年,美國麻省理工學院在「提高材料導電性能」的研究中意外發現:讓垂直碳納米管生長在氯腐蝕過的鋁箔表面,可以讓鋁箔吸收 99.995%的入射光。

這次實驗陰差陽錯地得到了有史以來最黑的材料。為了紀念它的誕生,藝術家將一顆價值200萬美元的鑽石表面塗滿了這種材料,並將其命名為「虛榮的救贖」。

那麼,最黑的材料到底有什麼用?為什麼人們要不斷地挑戰極限呢?

首先,它能消除照相機、攝像機和望遠鏡鏡頭的干擾光,提高光學儀器的靈敏度;其次,它可以隱藏高低起伏的物體輪廓,是一種理想的偽裝塗層;再者,它還能吸收大多數光子,可以製作高效的太陽能板。因此,不論在太空探測、軍事武器還是新能源領域,最黑材料都有較大的應用空間。

然而,前面介紹的兩種碳納米管材料,不僅製備要求十分苛刻,且容易脫落,需要精心保護。因此,並不能作為普通商品供人們使用。但是,自2017年以來,市面上也出現了一些可以購買到的「最黑顏料」。例如,2020年10月,日本一家公司推出的「真·黑色無雙」顏料,吸光率達到了99.4%,將它塗在物品上,可以輕鬆實現平面化、磨砂、架空、隱身、消失等創意效果。

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