科学实验消失的图案原理简单易懂(让物体消失的超黑材料)
科学实验消失的图案原理简单易懂(让物体消失的超黑材料)这种超黑颜料叫做“梵塔黑”(Vantablack),2014年在英国首次亮相。一、最黑的颜料或许你不知道,有一种黑色材料黑到让你怀疑物体是不是消失了……先来看一幅图。图片看上去是一副面具和一个黑色的镜子,但其实这是两副一模一样的面具,只不过左边的被涂上了黑色颜料,看上去面具的五官就像消失了一样。
世界上最黑的物质
你知道是什么吗?
是黑夜?墨水?
也许你会说,黑色的东西不都一个颜色吗?
或许你不知道,有一种黑色材料
黑到让你怀疑物体是不是消失了……
先来看一幅图。图片看上去是一副面具和一个黑色的镜子,但其实这是两副一模一样的面具,只不过左边的被涂上了黑色颜料,看上去面具的五官就像消失了一样。
一、最黑的颜料
这种超黑颜料叫做“梵塔黑”(Vantablack),2014年在英国首次亮相。
梵塔黑在问世之初号称地球上最黑的物质,在宇宙中是最接近黑洞的存在,如果用它来制作一件衣服,穿上它的人会看起来很诡异,因为人们只能看得见脑袋和四肢,身体则是一片漆黑,连身体轮廓都看不出来。
这是因为这种材料的光线反射率仅有0.035%,但吸光率却高达99.965%。换句话说,光线照射到这种材料上,几乎没有反射的可能性。
但要说一句的是,在2019年,MIT研究团队在研究提高材料导电性能的试验中,无意发现将垂直碳纳米管放进被氯腐蚀过的铝箔表面上,铝箔竟然可以吸收掉99.995%的入射光,就这样阴差阳错地黑过了“梵塔黑”。
二、梵塔黑的构造
夏天穿黑色衣服站在阳光下会明显感觉更热,穿白色的衣服就会凉快许多,这是因为颜色越深的物体,其吸光的能力就越强。
我们说过,梵塔黑的吸光率高达99.965%,那是因为它的表面采用了碳纳米管结构。
这种纳米管的粗细只有头发丝直径的万分之一,光粒子都无法从其中通过,研究人员将它们在垂直方向上排列整齐,从微观视角观察,就像是一片片拔地而起的森林。
当光线入射到纳米管阵列后,就会不断地偏折,反弹,直到最后被完全吸收。
简单理解,梵塔黑材料之所以这么黑,就是因为光线在“碳纳米管森林”中“迷了路”。
三、梵塔黑的作用
科学家们之所以坚持探索超黑材料,是因为其应用领域广泛。
起初,超黑材料的研发是为航天工程服务的,完全不发生光反射的超黑材料是探索未知宇宙的有利工具。
因为航天相机工作的对象是拍摄遥远的星系,超黑材料能消除照相机、摄像机和望远镜镜头的干扰光,提高光学仪器的灵敏度。
其次,它还是一种理想的伪装涂层材料,可以隐藏高低起伏的物体轮廓,让轮廓“消失”在我们的视线中。
并且它还可以制作高效太阳能板的材料,因为它能吸收大多数光子,使之更有效地利用太阳光发热。
但目前,碳纳米管材料的制备要求十分苛刻,而且容易脱落,需要精心保护,所以还不能作为普通商品供我们日常使用。