本文目录一览:
- 1、世界上最黑的物质,堪比黑洞,但它有啥用处呢?
- 2、世界上最黑的颜料量产了,涂在哪都能吞噬99.9%的光
- 3、“纳米碳管黑体”为什么被称为世界上最黑的东西?
- 4、地球上最黑的物质究竟是什么?你知道吗?
- 5、油画颜料中常用的黑色有哪几种?
世界上最黑的物质,堪比黑洞,但它有啥用处呢?
这是韩国“现代展馆”的抛面墙,它黑到连三维立体结构都消失了,即使打开墙上的灯光也很难看到有墙的存在,反而像星罗棋布的宇宙,让人有漫步太空的感觉。
我们知道除了黑洞,地球上任何物质都会反射光线,只是强弱程度不一样,但只要有光照着基本都能用肉眼看个大概,难道这面墙就跟黑洞一样能吞噬光芒吗?
黑洞是宇宙中一种引力非常强大的天体,它能吞噬掉包括光以内的所有物质,由于既不会发光也不会反射光,所以黑洞周围都是漆黑的一片,故而称之为黑洞。
黑洞是恒星演化的最后阶段,它的形成条件十分苛刻,就算太阳也因为质量太小而不能演变成黑洞,它在生命尽头会先变成红巨星,红巨星会吞噬掉地球在内的大部分星球,然后在引力的作用下开始向内部坍缩,由于质量小引力也小,最后只能缩小成白矮星。
太阳的寿命起码还有几十亿年,或许那时候的人类早已消亡,也或许 科技 发达到可以让地球逃离太阳系,所以用不着担心世界末日的问题。
虽然地球上不可能存在黑洞,但是科学家可以研发新材料,吸光效果可以无限接近黑洞,韩国现代展馆黑墙也是因为涂上了一种吸光材料,这种材料是由英国萨里纳米系统公司研制
英文名缩写为Vantablack,翻译过来就叫梵塔黑,意为垂直排列碳纳米管阵列。
梵塔黑在问世之初号称地球上最黑的物质,在宇宙中是最接近黑洞的存在,如果用它来制作一件衣服,穿上这件衣服的人可能会被当做怪物。因为只能看得见脑袋和四肢,身体则是一片漆黑的空洞,连身体轮廓都看不出来。
夏天穿黑色衣服站在阳光下会明显感觉更热,穿白色的衣服就会凉快许多,这是因为颜色越深的物体,其吸光的能力就越强。
光其实是高速运动的光子,它们的速度达到30万公里每秒,一旦照射到物体上势必会和粒子发生碰撞和反射,只有部分光子会被转化成热量吸收掉,除非在光线比较暗的地方黑色物体就不容易被发现。
梵塔黑同样也会反射光线,只不过它的表面采用了碳纳米管结构,这些碳纳米管直径只有头发的万分之一,如果用把它放在显微镜下观察,会发现其表面有无数垂直的黑色管道,这些细小的碳管可以改变光线的反射路径。
当光线射入这些管道后,碳纳米管会先吸收绝大部分光线,剩下的光经过无数次折射后,逐渐碳纳米管转化成热量吸收,只有极少光线能反射出去。
原理看起来还挺简单的,举一个简单的例子,把一盆水快速倒在水泥地上百分百会溅起水花,如果把水泥地换成草丛,只会溅起细小的水珠。而且碳纳米管还有着超高的热导率,它吸收光线就如同海绵吸水一样。
所以梵塔黑仅能反射0.35%的光线,达到肉眼无法观察的地步,在2014年的时候登上了世界最黑的吉尼斯纪录,不过这一纪录在2019年就被麻省理工学院的团队打破。
该团队的布莱恩·沃尔德教授宣传,他们创造出比梵塔黑还要黑上10倍的材料,这种材料也是由碳纳米管制成,只是碳纳米管直径只有头发丝的五万分之一,所以只能反射0.005%的光,一举成为有史以来最黑的材料。
布莱恩教授在一开始并没有想到用碳纳米管来制作极黑材料,碳纳米管除了导热性优异还具有良好的力学性能,其密度只有钢的1/6,但是抗拉强度是钢的100倍,并且硬度和金刚石相当。
若将其他工程材料与碳纳米管制成复合材料,可表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性,给复合材料的性能带来极大的改善。
俄罗斯科学家曾把碳纳米管复合材料置于1011Mpa的水压下,这相当于深海1万米的压强,复合碳纳米管被巨大的压力压扁,撤去压力后瞬间恢复原状,这种良好的韧性是做弹簧的绝佳材料。
另外,碳纳米管的电导率是铜的一万倍,布莱恩教授原计划在铝的表面生长碳纳米管,以提高它的导电性能和热学性能,但铝在空气中会形成氧化物薄膜,非常耐腐蚀。
而且氧化物一般都有绝缘的作用,会降低铝的导电率和导热性,所以得用氯离子侵蚀铝的表面,这种蚀刻技术在金属工艺中十分常见。
由于氯离子半径小、穿透能力强,故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙,到达铝金属表面并与其形成可溶性化合物,使氧化膜的结构发生变化,慢慢将其腐蚀掉,最后将蚀刻完成的铝放入微波炉中加热,再通过化学气相沉积来生长碳纳米管。
这种方法也叫碳氢气体热解法,气态烃在1000度高温下会分解生成碳纳米管,然后在催化剂微粒的作用下附着于铝箔上。
布莱恩教授最后发现,碳纳米管和铝箔的结合达到了预期实验目的,复合材料的导热和导电性能显著提高。但最让人吃惊的是这种材料黑到让人不敢置信,于是又进行了光学反射率测试。
测试结果表明,该材料从各个角度都可以吸收99.995%的入射光,是目前宇宙中仅次于黑洞的存在。不论其表面是凹凸不平,或者有其它形态特征,都无法被肉眼看到,眼前仅仅是一片虚无的暗黑。
布莱恩教授及其团队已经为这项技术申请了专利,但他们计划让艺术家们免费使用,来进行非商业性的艺术创作。有一位土豪把一颗价值200万美元的钻石,涂满了铝碳纳米管材料,让原本闪亮璀璨的钻石,呈现出完全相反的状态,黑到消失不见,它被命名为“虚荣的救赎”,在纽约证券交易所中展览。
宝马也曾用梵塔黑作为涂漆,专门设计了一款X6 SUV 汽车 用作展示,这台车无论在晚上还是在白天,不管你用多强的灯光去照射它,它看起来也是几乎一样黑。若不是车窗、车灯等部件尚有一些光泽,你甚至会觉得这台车是画在墙上的,因为你完全看不出它的表面棱角和线条。
这还是设计师手下留情,为它保留了1%的光反射率,才让 汽车 的轮廓能勉强被看见,以免它看起来和一张纸差不多,这也恰到好处的让这台车从外观上看起来奢华内涵,充满神秘感和尊贵感。
不过这台车没法行驶上道,因为受限于技术限制,梵塔黑作为涂料容易脱落,这要是掉漆了都没办法补漆,而且有网友调侃道,估计这车漆比车还贵,买来只能放着观赏。
那么这种超黑材料,除了带给视觉上的极致效果,到底有啥实际用途呢?
诺奖得主的天体物理学家约翰·马瑟表示,这种超黑材料可以提高光学仪器的灵敏度,它能消除航天望远镜镜头的干扰光。
比如美国正在开发的红外空间望远镜,它的主要任务是对红外天空进行宽场成像和调查,解决暗能量和红外天体物理学领域的基本问题。
但这类太空光学仪器必须摆脱不必要的眩光,因此要设计一个“遮星伞”来遮挡太空的杂光,而且还要承受火箭发射产生的高温,铝箔碳纳米管超强的吸光率和耐高温,无疑是制造遮星伞的最佳基础材料。
由于铝箔碳纳米管不能反射光线,它可以隐藏高低起伏的物体轮廓,是一种理想的伪装涂层材料,因此在军事武器领域有很大的应用空间。日本就在2020年推出一款吸光率达99.4%的黑色颜料,它可以轻松实现物品平面化、架空、磨砂、甚至是隐身。
其次它还有优异的导电性能和热传导性能,以及高效吸收光子的作用,所以铝箔碳纳米管可应用于散热系统、电力传输、以及光伏电新能源领域。
不过不管是梵塔黑还是铝箔碳纳米管,由于制备难度太大,目前无法走出实验室,更不能大规模量产投入使用。
最后总结一下,碳纳米管极致黑材料,在目前来说还存在制备难度大、生产成本高的问题,无法快速推广、应用到相关行业。但它确实有着广袤的应用前景,值得科学家去做进一步的研究。
就如同蒸汽机刚被发明的时候,它造价昂贵不说,产生的效益还赶不上人工劳作,但是瓦特改良蒸汽机后,人类 社会 迅速进入工业文明。
说不定有一天 科技 更加进步之后,人类也可以用“黑色”去改变世界。
世界上最黑的颜料量产了,涂在哪都能吞噬99.9%的光
地球上现已知颜色最黑的材料,黑到能吞噬99.965%的光线。
随便涂在任何东西上都可以磨平立体,3D立体的物体秒变成二维平面图案,就跟粗暴的打了个严严实实的黑块儿马赛克一样。
“就像凭空消失了,像是有人把眼前的世界拿裁纸刀剪掉了一块儿。”
从哪个角度看都看不出破绽,那块黑色就像宇宙深处没有光的地方一样深邃。涂在凹凸不平的锡纸上,涂料吸收了所有光线,所以甚至不会看到它所覆盖着的铝箔其实是褶皱的。
涂在立体的纸箱上,看起来像纸片似的。
涂在铜塑雕像上,铜的质感和雕像上的五官都找不着了。
能吸收99.965%光线的黑色意味着啥朋友们,黑洞也才能吸收100%的光线而已。
有人拿各种黑色做了一个简单的实验,手电筒照到其他黑色都会有不同程度的反光,但是照到右边,就跟没开手电似的,全被吸进去了。
就连小时候玩的那种能穿过别人家玻璃的红色激光笔照到表面都会被吞噬。
这玩意儿是前几年英国一家纳米技术公司发明的,叫Vantablack,本来是准备用在天文学研究和军事事业上面的,应用在太空望远镜原件上来吸收不需要的光线,防止杂光进入望远镜敏感的光探测器,减少干扰,更好的去观察宇宙深处的古老天体。
后来被艺术圈发现了,开始广泛运用。
还有人用它来给车喷漆,喷完加点炫酷的灯光,坐在里面跟高科技黑社会老哥大似的,全是未来感。
到底有多黑,同事是这么形容的——眼睛都没法聚焦了,太黑了,根本看不到任何细节,就是个黑洞。
很多摄影师会用Vantablack来做无反光的黑色背景。
Vantablack还引发了一件艺术圈大型撕逼事件。
有一个名字叫Anish Kapoor的英国艺术家买断了这种材料在艺术方面的使用权,其他人要是想用,必须得经过他的同意。
结果全世界的其他艺术家都炸了,然后另一个艺术家Stuart Semple带头联合众艺术家开始陆续推出了极度粉红、极度绿色、极度黄色等颜色,并在官网售卖。官网上写明了,这世界上除了Anish Kapoor谁都可以买。
任何人想在线购买这些颜料都要确认一份法律声明,确认声明的条款是这样描述的:
“你不是Anish Kapoor,你跟Anish Kapoor也没有隶属关系,你也不是基于 Anish Kapoor的利益或协助 Anish Kapoor 而购买。出于您最好的认知,信息和信任,这种颜色将不会被 Anish Kapoor 所染指。”
这梁子算是结上了。前段时间,Stuart Semple又出了一款可以和Vantablack相媲美的black2.0,而且没有Vantablack难闻的化学气味,闻起来跟黑樱桃的味道一样,依旧不卖给Anish Kapoor。
抛开那些艺术圈的纷争不说,来聊聊作为一个消费者需要关注的对比:
1、black2.0是低配版,Vantablack的价格可是它的好几十倍,而且你根本买不着。
2、black2.0可以和Vantablack媲美,它能够将3D表面变成平坦的洞。
3、安全无毒,闻起来是黑樱桃的味道。
4、顶级耐光性,卓越的覆盖和粘附——即使在光泽的表面也可以很好的覆盖。
5、买回去发现使用频率远远高于之前的认知。
“买回去把窗帘涂了,绝逼睡的香!!”
有人用一张涂了black2的黑纸和一个圆柱形的小盒子,在家模拟黑洞——
还可以在任何地上用它创造一件艺术品——
把已经看腻了的装饰物换个风格。
把你的手机壳或者电脑给漆了。
还可以找个硬纸箱涂上之后做一个2001太空漫游里的黑石板。
操,万圣节已经过了我才想到了最牛逼的万圣节装扮,应该买一瓶然后直接扮成2d黑纸片人。
点个喜欢,来一起黑黑黑。
[img]“纳米碳管黑体”为什么被称为世界上最黑的东西?
纳米碳管黑体,即碳纳米管黑体(Vantablack)是目前已知最黑的物质之一,由垂直排列生成的碳纳米管组成,常温下本体不发射可见光,而且吸收最高达99.965%的可见光波段电磁辐射。因为当光线入射碳纳米管黑体时几乎不会反射出去,而是会局限于管壁之中不断偏折,直到最后转换成热能为止。
理论上除了能吸收所有东西(包含光)的黑洞之外,世界上最黑的人造物质就属纳米碳管黑体。所谓最黑,意味着没有任何光可以反射。
最早的纳米碳管黑体材料是英国Surrey Nanosystems公司研发的Vantablack ,它能够吸收99.965%的入射可见光,其中包含紫外线及远红外线。若在军事上使用,涂在军用设备表面,雷达上什么都不会看到,另外如果把坦克涂上Vantablack,俯视或正视你都只能看到一个黑色剪影。
有意思的是Vantablack在艺术上的使用权被安尼施·卡普尔独占,就是那个做芝加哥千禧公园“豆荚”雕塑的艺术家。
艺术界为之哗然,幸运的是最近美国一家公司开发了自己的纳米碳管黑体颜料“Singularity Black",他们宣布任何人都可使用它。
2017年8月份艺术家Jason Chase发表了用Singularity Black黑色进行创作的艺术作品《Black Iron Ursa》。
地球上最黑的物质究竟是什么?你知道吗?
地球上最黑的物质是什么?
黑色之所以呈现出黑色,是因为它可以吸收不同光线的颜色,而且吸收的越多,黑色的颜色就越深。那你知道地球上最黑的物质是什么吗?
在英国,有一家公司曾经研发出来了一种材料繁塔黑,号称是最黑的物质。常见的黑色颜料仅能吸收95%-98%的光线,而他却能够吸收99.96%的可见光,将号称能够穿过所有物体的激光对着它照射,也会瞬间消失不见了。这也都是源于他错落排列的碳纳米管结构。这些纳米馆比人的头发细1万倍,仅一立方厘米就有10亿个。在照射后,光线会在纳米管内不断的折射,就像掉入黑洞一样被困在里面无法出来,直到光能完全消耗掉。
不过目前繁塔黑已经不是最黑的物质了。2019年,麻省理工学院的教授布莱恩沃德尔研制出了比繁塔黑还要黑的材料,它由垂直排列的碳纳米管制成,可吸收99.995%的光线,几乎接近于黑洞,能反射出来的光线比烦他黑还要少十倍。将这种材料涂在任何物体上,都能将三维立体变成二维平面的感觉。
科学家在一颗16.78克拉的钻石上涂上这种新材料,令人眼花缭乱的宝石瞬间就消失不见了。有一个实验,选择两个完全一样的雕塑,左边图上一般涂料,右边图上新型涂料。可以清晰的看到左边雕塑的轮廓依然明晰,而右边却像是一张黑纸,形状和轮廓都消失了。那科学家制造这样一种材料到底有什么用呢?
其实它有很多用途,将它用在天文望远镜、相机以及红外线扫描系统的光学传感器上,可以有效的避免散光,提高光学仪器的灵敏度。而且这种材料的导热效率为铜的七倍,坚固程度为钢的十倍,还有潜力应用于航天和军事领域。
油画颜料中常用的黑色有哪几种?
象牙黑(透明)和煤黑(不透明)
象牙黑:是将动物骨骼在隔绝空气的条件下焙烧而成的骨黑。作为油画色稳定性很好,干后不易龟裂,是最纯正的黑色颜料。它可调和任何颜料使用,是我国目前生产的黑颜料中最好的品种,单独使用时有产生裂纹的可能。只有稍微调和一点其它颜料就可以避免裂纹。
煤黑:是从煤烟里生产出来的颜料。具有冷的色调,有很好的稳定性,干得较慢,可调和各种颜料使用。