玉琳
什么東西最黑?
你或許會說,這個問題有些荒唐,因為黑的就是黑的,淺黑就是灰的,哪有什么最黑?其實你錯了!因為在科學家眼里,黑與黑也有分別。如一般的黑炭,或者被人造黑漆涂抹的東西,其黑色只能吸收可見光,但不能吸收紅外線和紫外線,所以用紅外望遠鏡就能看到它們:但有一種材料,紅外望遠鏡也看不到它,因為它把紅外線、紫外線統(tǒng)統(tǒng)都吸收了,壓根就不反射任何頻率的光,正因為如此,這種材料在人的肉眼,甚至靈敏的觀測儀看來,都是黑色的東西,而且是目前世界上最黑的東西。
當然,這種黑材料不是天然的,而是美國科學家研制出的一種特殊材料。實驗證實,這種材料能99.5%地吸收紫外線、可見光和紅外線。雖然之前也有性能接近完美的吸收光的材料,但那些材料只在吸收紫外線和可見光波段有效,和這種新材料相比差了將近100倍。新材料雖然作用獨特,但其構成并不十分神秘,它實際上就是一種中空的純碳元素構成的管狀體,厚度是人頭發(fā)絲直徑的萬分之一。
這種毫微管物質曾被這家位于紐黑文的公司在鋁箔紙上進行培育。盡管這些鋁箔紙可折成微型山川河谷,但在覆蓋了這種物質的區(qū)域,這些地貌會消失。該公司技術總監(jiān)本·詹森表示:“你以為會看到山川,但是看到的只是黑色,像一個洞,好像那里什么也沒有。”
最黑材料有什么用?
你或許會感到奇怪,科學家為什么要挖空心思去制造最黑的東西呢?因為這種材料對發(fā)展太空事業(yè)實在是太重要了。它的一項重要應用就是抑制散光,因為附著在太空設備表面的這種材料,可以收集并阻滯來自不同方向的光線,并阻止其從表面反射出去,這就有利于科學家們看清楚太空設備周圍出現的新東西或新情況。就好比我們要觀測一個有顏色的東西,如果放在白紙上看,就遠不如放在黑紙上看得清楚,因為白紙能反射環(huán)境光,不利于看清楚物體。因此,這種材料一旦投入使用,它將極大地提高人類對太空的觀測水平。而研究地球大氣和海洋的科學家們也將從中受益,因為對地觀測設備接收到的光信號中有90%來自大氣散射所產生的“雜光”,從而掩蓋了人們對地面設備的觀測。如果地面設備涂上這種黑色材料,真正“變黑”,那么就不會產生“雜光”,自然就容易被觀測到。
黑色材料在飛船設備方面還有一項重要應用,這對于飛船上的紅外探測設備更加重要。如果材料越“黑”,它就越不能反光,因此把這種材料涂抹在結構復雜的紅外探測設備上,就能確保設備的冷卻,從而保證設備對暗弱深空天體信號的敏銳捕捉。此前,科學家研制出一種黑色材料,盡管那種材料效果冷卻設備的效果不錯,但卻會因為材料自身比較重而增加航天器的總重量,而這種新的黑材料不僅重量輕,而且性能也更優(yōu)越,所以它必將是一種非常有前景的新材料。