世界最白物质和最黑物质(一次偶然的发现)

近期,麻省理工学院的科学家意外发现了一种“超黑”材料,比目前已知的最黑物质要黑10倍。这项研究发表于《美国化学学会-应用材料与界面》杂志。

世界最白物质和最黑物质(一次偶然的发现)(1)

高密度碳纳米管黑体,图源:网络

为了让碳纳米管在铝表面生长,研究团队把铝箔浸泡在盐溶液中,除去了表面的氧化层。这时,当碳纳米管在铝表面生长,产生的新材料的电学和热学性能都有显著提高。更加出乎意料的是,其颜色非常黑:进一步测量发现,这种材料可以吸收99.96%以上的入射光,成为有史以来最黑的材料。

世界上最黑的东西是什么?

很多人可能会第一时间想起黑洞,因为黑洞依靠强大引力吞噬一切物质,包括以每秒299792458米的光线,黑到人类望远镜都无法捕捉。

地球上也有看起来很黑的天然物质,比如黑碳、石油和煤炭等,不过现在,科学家偶然发现了一种“看不见”黑材料,能吸收99.995%光线,和黑洞接近

世界最白物质和最黑物质(一次偶然的发现)(2)

这种超黑材料由碳纳米管(CNTs)制成。在此之前,人们已知最黑的材料是梵塔黑(Vantablack),能吸收99.96%的光。据称,这种全新的、未命名的材料反射的光比包括梵塔黑在内的所有其它超黑材料,少10倍。

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碳纳米管的密度只有钢铁的1/6,但强度却可以达到它的100倍以上。图源:网络

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人工合成涂料“梵塔黑”,图源:网络

据《今日俄罗斯》报道,研究人员尚不清楚这种新材料为何如此之黑,但对其潜力充满期待。它的价值,除了可用于观赏艺术品,还能应用在光学和空间科学中,比如可以通过黑材料来滤除阻挡望远镜头内的杂散光,从而提高太空望远镜的清晰度,让人类看得更远。

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“今日俄罗斯”(RT)14日报道,科学家近日偶然发现有史以来最黑的材料,能吸收99.995%的入射光,闪耀的黄钻石完全变成了黑色。图源:RT报道截图

该物质目前正在美国纽约一个艺术展上展出。在展示现场,工作人员用该黑色材料覆盖一颗天然黄钻,闪耀的钻石完全变成了黑色。

美国麻省理工学院艺术家施特雷贝表示:“由于碳纳米管具有极高的吸光性,任何物体,在这件事中即覆盖碳纳米管的大钻石,都会成为一种没有阴影的黑洞。”

极黑材料的发现

据《科技日报》报道:美国麻省理工学院(MIT)布莱恩·沃德尔研究团队最初并不打算设计一种超黑材料,他们尝试让碳纳米管(CNTs)在铝等导电材料上生长,希望借此提高材料的电学和热学性能。

当试图让CNTs在铝上生长时遇到了麻烦:铝暴露于空气中时,会被氧化,氧化物会覆盖铝,就像绝缘体一样,导致铝的导电和加热性能无法获得改善。

于是,他们开始寻找去除铝氧化层的方法,结果发现盐(氯化钠)可以解决铝氧化的问题。在对盐进行测试时,研究人员注意到氯离子会侵蚀铝的表面并溶解其氧化层。

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当沃德尔团队正尝试让CNTs在盐上生长。研究员发现,如果把铝箔浸泡在盐水中,可以去除氧化层。然后将铝箔转移到无氧环境中,防止其再氧化;最后将蚀刻的铝放入反应器中,并通过化学气相沉积法来生长碳纳米管。

结果表明,去除氧化层后,在更低温度下让CNTs在铝上生长。他们还发现,CNTs与铝的结合显著提高了材料的热学和电学性能。

令研究团队吃惊的是得到的新材料极黑,对于新材料光学反射率的测量表明,该材料从各个角度吸收的入射光都大于99.995%。研究人员目前还不能完全确定新材料为何会如此,但他们怀疑这可能与有点发黑的蚀刻铝与CNTs相结合有关。

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金属面具涂上极黑材料后,图源:网络

难怪有人看过之后说:“我的眼睛都没法聚焦了。它太黑了,根本看不到任何细节,几乎就像是个黑洞,吸走了所有光线。”

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由于是纳米材料,所以这种极黑物质还特防水,图源:网络

看完后让小编陷入深深的思索:是时候换个更有钱途的工作啦!

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