Yhdiste, joka absorboi kaiken näkyvän valon

Aineet, jotka absorboivat melkein kaiken niihin kohdistuvan valon, näyttävät mustilta. Siksi etsit mustinta tunnettua yhdistettä.

Ennätys on tällä hetkellä Vantablack ^[1] -aineella, joka koostuu pystysuoraan kohdistetuista hiilinanoputkista, joka absorboi jopa 99,965% näkyvään valoon. Kuten näette, se on todella musta.

Aikaisemmin tietue oli Superblack ^[2,3] , nikkeli-fosforiseos, jonka absorbanssi on jopa 99,65%.

Vertailun vuoksi tavallinen musta maali absorboi yleensä noin 97,5% näkyvä valo.

Lähteet

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Vantablack

[2] https://www.newscientist.com/article/dn3356-mini-craters-key-to-blackest-ever-black

[3] http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2002/JM/b204483h#!divAbstract

Kommentit

• Valmistetaan laatikko, jonka sisäseinät on peitetty tällä materiaalilla ja jossa on pieni reikä. Tämä reikä on melkein 100% pimeää.

Kaikki metallit pystyvät absorboimaan minkä tahansa aallonpituisia fotoneja. kovan ultravioletin alapuolella, koska ihannetapauksessa sallitaan mielivaltaisen pienen energian elektroniset siirtymät täyttämättömän valenssikaistan tilojen välillä. Tämä tarkoittaa, että metallit ovat teoreettisesti materiaaleja, joilla on suurin aallonpituusalue fotonin absorboimiseksi (paitsi plasmat).

Tämä on kuitenkin ristiriidassa ajatuksen kanssa, jonka useimmilla ihmisillä on metalleista, joka on kokoelma kiiltäviä ( erittäin heijastavia) harmaita kiintoaineita. Tämä johtuu siitä, että vaikka ne voivat absorboida lähes mielivaltaisen aallonpituuden fotoneja, absorptio todennäköisyys ei ole yhtä suuri kuin muissa materiaaleissa. Sellaisena toissijainen vaikutus voi tapahtua, kun saapuvat fotonit ovat vuorovaikutuksessa metallissa olevien vapaiden elektronien kanssa ja aiheuttavat valon heijastumisen takaisin eikä absorboitua. Yksi yksinkertainen tapa vähentää heijastusta ja siten muuttaa puhtaat metallit mustiksi aineiksi on jauhaa ne erittäin hienoksi pölyksi tai muuten tehdä erittäin karkea pinta mikroskooppisella tasolla, mikä saa aikaan tulevan valon pomppimisen useita kertoja osuessaan materiaaliin, mikä absorboituneen valon kertoimet.

Lisäksi ajattelemme metalleja usein materiaaleina, jotka koostuvat pääasiassa $ s $ / $ d $ / $ f $ / varhaisista $ p $ -lohkoista. jaksollisen järjestelmän alkuaineiden (”metallielementit”) metalleja ei itse asiassa määritellä niiden koostumuksella, vaan niiden elektronisella rakenteella. On jopa mahdollista, että metallit valmistetaan ”ei-metalleista”, kuten esimerkiksi puhtaasta hiilestä (tiettyjen kiraalisuuksien hiilinanoputket). Siksi metallinen luonne on todennäköisesti vaikuttava tekijä Vantablackin pimeydessä, jonka bon mainitsee vastauksessaan.

Kommentit

• Hyvä kohta mainita jauheet . Monet asiat näyttävät mustilta, jos jauhat ne riittävän hienoksi.

Mikä tahansa musta yhdiste absorboi fotoneja kaikessa näkyvässä spektrissä; siksi se näyttää olennaisesti mustalta silmiemme. Joten esimerkiksi rauta (II, III) oksidi , $ \ ce {Fe3O4} $ tekee niin; sitä käytetään jopa mustana pigmenttinä. On kuitenkin hyvin epätodennäköistä, että se absorboi jokaisen minkä tahansa aallonpituisen fotonin näkyvässä spektrissä, mutta sellaisen täydellisen absorboijan etsiminen on joka tapauksessa merkityksetöntä, koska näkyvä spektrin käsite ei ole tiukka.