你說的黑是什麼黑?世界上最黑的物質


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你知道世界上最黑的物質是什麼嗎?先一起來看看下圖這張鋁箔紙上面的黑碳吧!

由Surrey NanoSystems - Surrey NanoSystems,創用CC 姓名標示-相同方式分享 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=34139562

看著看著...是不是覺得整個人都要被吸進去了?圖片來源

 

今天要介紹的主題就是圖中的物質Vantablack,中文名稱是奈米碳管黑體,Vanta這個名字其實就是由 "Vertically Aligned NanoTube Arrays" 的字母縮寫排列而成,意指垂直排列的奈米碳管陣列。它能夠吸收99.965%的入射可見光,亦即只有0.035%的光線會被它反射,是一個低到不可思議的反射率——比任何你生活中能見到的「黑體」都還低。

事實上,除了理論上會吸收所有東西——包含光線——的黑洞之外,Vantablack 是目前已知世界上最黑的人造物質。黑,意味著沒有任何光線反射。我們之所有能看到「東西」,是因為我們看的到從其表面上反射回來的光線。

而光線一旦進到這個Vantablack黑體裡面,就像變了心的女朋友、掉到水溝裡的雞排一樣,永遠回不來了。入射的光線在進入它的奈米碳管的管壁之間不斷偏折,直到全部被轉化為熱能為止。因為幾乎所有沒有光線從Vantablack的表面反射回來,因此人的肉眼就只能看到沒有任何紋理、沒有任何形狀的一片黑了。

 

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奈米碳管的原子排列。圖片來源

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電子顯微鏡底下垂直排排站的奈米碳管們。圖片來源:Surrey NanoSystems官網

創造出這種物質的英國 Surrey Nanosystems(薩里奈米系統)公司可是費了好一番功夫才試驗成功,「長」出整齊垂直排列的奈米碳管。而花了這麼多力氣還有經費創造出來這超級黑的東西,到底能用來做什麼?莫非是要在地表上創造一個黑洞?

雖然薩里奈米系統公司並未完整揭露Vantablack對於各波長的反射特性,不過他們聲稱除了人眼所能見到的可見光之外,包含從紫外線以及遠紅外線都能吸收,因此Vantablack不但人眼看不到,若能將其用在軍事用途,例如塗在飛行器、武器及其他軍用設施表面,雷達或偵察機等儀器上也有可能什麼都看不到,堪稱完全沒有畫面!想像把大型坦克塗上Vantablack,不管從高空中俯視或是正面看它,你都只能看到一個黑色平面的方塊了XD,完全無法辨識這是什麼物體。

 

 

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這張圖可不是Photoshop出來的黑點...塗上Vantablack後毫無反應就只是一個黑圓圈。圖片來源:Surrey NanoSystems官網

 

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原本立體的臉部雕塑,一旦塗上Vantablack,也只能立馬變成一道剪影。

雖然大家都可以想像Vantablack應該非常有軍事應用的潛力,但是薩里奈米系統公司不說,並不願意對外評論Vantablack在這方面的用途。在此之外,Vantablack其實可以鋪設在攝影鏡頭、望遠鏡或光學裝置的內部,將雜散的光線吸收掉,以提高對於光線捕捉的靈敏度,進而增加解析度與觀測範圍。

原來Vantablack的用途並沒有#咪斯忙跌 想像中的深奧啊!各位聰明的讀者還能想到什麼樣的應用呢?如果經費許可的話,未來台灣的國防布可以採用這種材質也說不定!

 

接下來,就讓各位讀者們看看實際讓雷射光掃過Vantablack會出現怎麼樣的狀況呢?相信答案一點都不難猜!

在鋁箔紙上的黑體讓你好難想像其實上面有一堆皺摺啊...

忙跌看完都覺得眼睛要瞎了啊啊啊啊啊(摀眼睛)

看到這面你可能會覺得 Vantablack是一塊平板,但是其實它並不是。它是一層鍍膜。所以剛才各位看到的,並不是在鋁箔紙上放了「一塊」Vantablack,而是上面有「一層」Vantablack,讓你完全看不出鋁箔紙表面的皺褶。簡單來說,就是黑到深不可測啊啊啊啊。

另外你知道嗎?這般深不可測的黑「Vantablack」,其獨家使用權居然在一位英國藝術家卡普爾 ( Anish Kapoor ) 手上。也就是說,全世界只有他能將奈米碳管黑體當作顏料來使用創作,只有他能使用這種黑,這當然引起了其他藝術家的不滿,認為顏色不應該被某人獨佔。

而本來卡普爾是想要利用Vantablack來塗滿某個房間,讓人能夠走進一個像黑洞的空間,讓人失去時間與空間感,甚至影響情緒。但由於這種顏料的製造成本高,且還有許多技術面的問題需要克服,因此迄今尚未完成這項計畫。

 

[Miss Monday]

本篇特別感謝每日一冷編輯#聞史迭的討論與修訂 😀

 

參考資料


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五月 30th, 2016 by