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​世界上最黑的物质 记录不断刷新 离百分百不反射光只有一步之遥

2024-10-28 07:18 来源:读贴网 点击:

世界上最黑的物质 记录不断刷新 离百分百不反射光只有一步之遥

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近期 ,在美国纽约证券交易所举行了一次艺术品展览活动。活动中一颗估价200万美元,重16.78克拉的天然黄色钻石(下图左)成为了整个展览关注的焦点。之所以这样,并不是因为这颗钻石有多么的稀有昂贵,而是因为它的外表上被涂覆了一层特殊的材料(下图右)。这种材料是一种新的碳纳米管材料,是有记录以来最黑的材料。

钻石成为了焦点,但却是一个"看不见"的焦点。

钻石被涂覆上最黑的材料的前后对比

来自麻省理工学院的研究人员利用垂直排列的碳纳米管(CNT)开发出了这种新型材料,根据测量,它比之前最黑的材料还要黑10倍。

黑色,不仅仅只有艺术家喜欢。寻找最黑的材料,一直是科学家研究的课题之一,他们一直希望找到理想中的黑色及其对应的材料。材料越黑,对光线的吸收就越好,因此在太阳能技术,天文观测,红外检测以及军事等领域都有着重要意义。

极乐鸟的羽毛曾被认为是最黑的物质

评判一种材料有多黑,可以参考它吸收光线的比例。为了方便对比,举两个例子:较早前,有人认为极乐鸟的羽毛是世界上最黑的物质,它们喉部下方的黑色羽毛能吸收99.95%的直射光线;后来科学家认为碳纳米管可能才是世界上最黑的物质,它们能吸收99.9%的光线。

虽然同是碳纳米管材料,麻省理工学院的研究人员开发出的这种新材料,对光线的吸收率达到了99.995%,能做到这一点,可以说相当惊人。

这种新型碳纳米管材料的诞生,得益于研究人员在铝箔上生长碳纳米管的思路。研究过程中,他们遇到了难题,因为铝箔上始终存在着一层铝氧化物。这种氧化层不仅起着绝缘体的作用,同时阻止了电和热的传导。

涂覆新材料之前的钻石

为了去除这一层氧化物,研究人员发现了氯化钠溶液。他们使用盐和其他制剂,比如小苏打和洗涤剂,氯离子会不断侵蚀铝的表面并溶解其氧化层。

铝箔上的氧化层经过浸泡后被去除,研究人员随后将铝箔转移到无氧环境中以防止再次氧化。最后,将铝箔放入烤箱中,通过一种称为化学气相沉积的工艺,实现了碳纳米管在铝箔上的生长。

新型碳纳米管材料诞生之后,研究人员对其光反射量进行了测试。他们发现,无论入射光角度如何,新材料的入射光吸收率均达到99.995%。

涂覆新材料之后的钻石

科学家们已经知道,不同种类的碳纳米管材料都是具有极度黑色的物质,但是对于为什么这种材料是最黑色的,一直不为人所知。探索碳纳米材料极黑的原因,开发100%不反光的材料,仍需要科学家们不懈的努力

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