人類不知道的三種神奇物質（這種新材料能吸收99.96）

2023-04-15 08:12:59 1

近日，科學家們創造了「有史以來最黑的材料」——這種材料能吸收99.96%的光，比以前的任何材料都黑上十倍。

為了證明該物質的黑度，麻省理工學院的研究人員在一顆價值160萬英鎊的鑽石上覆蓋了這種物質。

這種高科技的「鬥篷狀」材料由碳納米管(CNT)製成，生長在鋁箔上，能夠吸收99.96%的光線，使其成為有史以來最黑的材料。

(圖文無關)

科學家們還不確定導致這種材料如此黑暗的機制，但相信這是由於碳納米管和氯蝕刻鋁的配對。

碳納米管是一種十分神奇的物質，它重量輕，六邊形結構連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能。例如它的彈性模量與金剛石相當，約為鋼的5倍，密度卻只有鋼的1/6。

2000年10月，美國賓州州立大學的研究人員稱，碳納米管的強度比同體積鋼的強度高100倍，重量卻只有後者的1/6到1/7。

莫斯科大學的研究人員曾將碳納米管置於1011 MPa的水壓下(相當於水下10000米深的壓強)，由於巨大的壓力，碳納米管被壓扁。撤去壓力後，碳納米管像彈簧一樣立即恢復了形狀，表現出良好的韌性。

2018年，北京大學的研究人員成功使用碳納米管制造出晶片的核心元器件——電晶體，其工作速度3倍於英特爾最先進的14納米商用矽材料電晶體，能耗只有其四分之一。

而對於這次的發現，一些科學家表示，當納米管被組裝成垂直的「森林」時，幾乎所有的光都能轉化為熱能。

Brian Wardle教授說:「不同種類的碳納米管森林都被認為是非常黑的，但是對於為什麼這種物質是最黑的，卻缺乏機械學上的理解。這需要進一步研究。」

領導這項研究的麻省理工學院沃德爾(Wardle)教授與該校常駐藝術家迪姆特·斯特雷貝(Diemut Strebe)和前麻省理工學院博士後Kehang Cui合作，用這種新型超短碳納米管材料為一顆16.78克拉的天然黃色鑽石鑲上了一層「隱形的衣服」。

它發揮了驚人的效果，通常十分明亮的寶石完全融入了黑暗，看起來似乎不存在。

但這項藝術實驗也可能有實際用途，為太空望遠鏡提供了一種用於光學盲板的材料，以減少不必要的眩光。

由於其光折射率低，因此可做到防雜散光的效果，讓光線不會在望遠鏡胴管內部擴散，

它甚至比納米碳管黑體(vantablack)還要黑，奈米碳管黑體曾被認為是世界上最黑的物質，吸收最高達99.965%的可見光波段電磁輻射。

有趣的是，對著這樣一種物體拍照，感覺就像照片被人為PS過、塗上了黑色塊一樣。

沃德爾教授說:「非常黑的材料有光學和空間科學的應用，當然，藝術家們對黑色很感興趣，這可以追溯到文藝復興之前。」

他補充說:「我們的材料比任何報導的都要黑10倍，但我認為最黑物質的頭銜是一個會不斷改變的目標。」

「總有人會發現一種更黑的物質，最終我們將理解所有的潛在機制，並能夠恰當地設計出最終的黑色。」

研究結果發表在近日的ACS-Applied Materials and interface雜誌上。