科學家創造出史上最黑物質:能吸收99.995%的入射光

2020-11-24 驅動之家

科學家造出了史上最黑的物質,比所有黑東西還要黑10倍。

這是一種在實驗中意外造出的新材料,也是有史以來最黑的物質。下圖顯示的便是用該物質包裹住一顆16.78克拉的天然黃色鑽石時的情形:


( R. Capanna | A. Berlato | A. Pinato )

一組來自麻省理工學院的科學家偶然發現了有史以來最黑的物質,至少能捕獲99.995%的入射光。

比黑色更黑

根據報告,這種材料由垂直排列的碳納米管組成,而這些碳納米管則是科學家在氯蝕刻鋁箔表面時產生的極微細的碳絲。

目前這件最黑的材料正在紐約證交所內展出,它覆蓋著一顆16.78克拉的天然黃鑽,取名為「虛榮心的救贖」。

這件價值200萬美元的藝術品由來自麻省理工的Brian Wardle及Diemut Strebe合作完成。

在這幅作品中,黑色的效果非常明顯。平日裡閃閃發光的鑽石被完全包裹在了黑暗之中。

Wardle解釋道,在光學和空間科學領域,極端黑色的材料有很多應用渠道,例如製造減少眩光的光學百葉窗,能提高太空望遠鏡發現系外行星的可能性。

他表示:「雖然此次的材料比此前所有物質都黑10倍,但黑到極致是一個不斷前進的目標。有朝一日會有人發現更黑的材料,然後我們將能了解其中所有的潛在機制,並最終正確地設計出真正的黑色。」

一場偶然

Wardle、以及來自上海交大的合著者Kehang Cui最初的本意並非製作這種特殊的黑色材料,相反,他們是試圖找到在導電材料上製造碳納米管的新方法,以提高其電性能和熱性能。

但實驗過程中遇到的一個障礙卻促使兩人意外走上了通往新物質的道路。Cui發現,當鋁暴露在空氣中時,會有一層氧化物覆蓋在鋁上,而這層氧化物則起到了絕緣體的作用。

他們最終找到了一種解決辦法:溶解氧化層的鹽或氯化鈉。

在進一步的實驗中,研究人員用氯化鈉將氧化物在鋁上溶解,最終產生了一種極致的黑色。

光學反射測試表明,這種新材料至少能吸收99.995%的入射光,比著名的Vantablack(能反射99.965%的入射光)更黑,材料表面的所有缺陷和凸起都消失在黑色中,再也看不見。

但目前,科學家們還不確定這種材料的製造原理。

「眾所周知,不同品種的碳納米管都是極黑的,但為什麼這種材料是最黑,其背後的機制卻還需要進一步的研究、」Wardle表示。

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