Is er een verbinding die alle zichtbaar licht ?
Antwoord
Stoffen die bijna al het licht dat erop valt absorberen, zien er zwart uit. Daarom ben je op zoek naar de zwartste bekende verbinding.
Het record is momenteel in handen van Vantablack [1] , een stof die bestaat uit verticaal uitgelijnde koolstofnanobuisjes, die tot 99,965% absorbeert van zichtbaar licht dat erop valt. Zoals u kunt zien, is het echt zwart.
Eerder was het record werd gehouden door Superblack [2,3] , een nikkel-fosforlegering met een absorptie tot 99,65%.
Ter vergelijking: gewone zwarte verf absorbeert over het algemeen ongeveer 97,5% van zichtbaar licht.
Bronnen
[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
Reacties
- Een doos maken met binnenmuren bedekt met dit materiaal en met een klein gaatje. Dit gat zal bijna 100% donker zijn.
Antwoord
Alle metalen kunnen fotonen van elke golflengte absorberen onder hard ultraviolet, aangezien er idealiter elektronische overgangen van willekeurig kleine energie tussen toestanden in de ongevulde valentieband zijn toegestaan. Dit betekent dat metalen theoretisch de materialen zijn met het breedste golflengtebereik voor fotonabsorptie (behalve voor plasmas).
Dit komt echter in strijd met het idee dat de meeste mensen van metalen hebben, namelijk een verzameling glanzende ( sterk reflecterende) grijze vaste stoffen. Dit komt doordat ze fotonen met een bijna willekeurige golflengte kunnen absorberen, maar de waarschijnlijkheid van de absorptie niet zo hoog is als bij andere materialen. Als zodanig kan een secundair effect plaatsvinden waarbij de inkomende fotonen een interactie aangaan met de vrije elektronen in het metaal en ervoor zorgen dat het licht wordt teruggekaatst in plaats van geabsorbeerd. Een eenvoudige manier om de reflectie te verminderen en dus pure metalen in zwarte substanties te veranderen, is door ze tot zeer fijn stof te vermalen of op een andere manier een zeer ruw oppervlak op microscopisch niveau te maken, waardoor invallend licht vaker terugkaatst wanneer het op het materiaal valt, waardoor de kans dat het licht wordt geabsorbeerd.
Bovendien, terwijl we vaak aan metalen denken als materialen die voornamelijk zijn samengesteld uit atomen uit de $ s $ / $ d $ / $ f $ / early $ p $ blokken van elementen uit het periodiek systeem (de “metalen elementen”), worden metalen eigenlijk helemaal niet bepaald door hun samenstelling, maar door hun elektronische structuur. Het is zelfs mogelijk om metalen te laten maken van “niet-metalen” zoals bijvoorbeeld pure koolstof (koolstofnanobuisjes van bepaalde chiraliteiten). Het metaalachtige karakter is dus waarschijnlijk een factor die bijdraagt aan de duisternis van Vantablack, die bon vermeldt in zijn antwoord.
Opmerkingen
- Goed punt om poeders te noemen . Veel dingen zien er zwart uit als je ze fijn genoeg poedert.
Antwoord
Elke zwart verbinding absorbeert fotonen in het hele zichtbare spectrum; daarom lijkt het in wezen zwart voor onze ogen. Dus bijvoorbeeld ijzer (II, III) oxide , $ \ ce {Fe3O4} $ zal dit doen; het wordt zelfs als zwart pigment gebruikt. Het is echter zeer onwaarschijnlijk dat het elk foton van welke golflengte dan ook in het zichtbare spectrum zal absorberen, maar de zoektocht naar zon perfecte absorber is in ieder geval zinloos aangezien het idee van een zichtbaar spectrum niet strikt is.