Związek, który pochłania całe widzialne światło

Substancje pochłaniające prawie całe padające na nie światło wydają się czarne. Dlatego szukasz najczarniejszego znanego związku.

Rekord jest obecnie w posiadaniu Vantablack ^[1] , substancji złożonej z pionowo ułożonych nanorurek węglowych, która pochłania do 99,965% padającego na nią światła widzialnego. Jak widać, jest naprawdę czarny.

Wcześniej rekord był trzymany przez Superblack ^[2,3] , stop niklowo-fosforowy o absorbancji do 99,65%.

Dla porównania, zwykła czarna farba na ogół pochłania około 97,5% światło widzialne.

Źródła

[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

Komentarze

• Wykonanie pudełka z wewnętrznymi ścianami pokrytymi tym materiałem i małym otworem. Ta dziura będzie prawie w 100% ciemna.

Wszystkie metale są w stanie absorbować fotony o dowolnej długości fali poniżej twardego ultrafioletu, ponieważ idealnie są dozwolone przejścia elektroniczne o arbitralnie małej energii między stanami w niewypełnionym paśmie walencyjnym. Oznacza to, że metale są teoretycznie materiałami o najszerszym zakresie długości fal dla absorpcji fotonów (z wyjątkiem plazmy).

Jednak jest to sprzeczne z ideą, którą większość ludzi ma na metale, czyli zbiorem błyszczących ( wysoce odblaskowe) szare ciała stałe. Dzieje się tak, ponieważ chociaż mogą absorbować fotony o prawie dowolnej długości fali, to prawdopodobieństwo absorpcji nie jest tak wysokie, jak w przypadku innych materiałów. W związku z tym może wystąpić efekt wtórny, w którym przychodzące fotony oddziałują z wolnymi elektronami w metalu i powodują, że światło jest odbijane z powrotem, a nie pochłaniane. Jednym prostym sposobem zmniejszenia odbicia, a tym samym przekształcenia czystych metali w czarne substancje, jest zmielenie ich na bardzo drobny pył lub w inny sposób utworzenie bardzo szorstkiej powierzchni na poziomie mikroskopowym, co powoduje, że padające światło odbija się więcej razy podczas uderzania w materiał, zwiększając prawdopodobieństwo zaabsorbowania światła.

Ponadto, chociaż często myślimy o metalach jako materiałach, które składają się głównie z atomów z bloków $ s $ / $ d $ / $ f $ / wczesnych $ p $ pierwiastków z układu okresowego („pierwiastki metaliczne”), metale w rzeczywistości nie są definiowane przez ich skład, ale przez ich strukturę elektronową. Możliwe jest nawet wykonanie metali z „niemetali”, takich jak na przykład czysty węgiel (nanorurki węglowe o określonych chiralnościach). Tak więc metaliczny charakter jest prawdopodobnie czynnikiem przyczyniającym się do ciemności Vantablack, o której wspomina bon w swojej odpowiedzi.

Komentarze

• Warto wspomnieć o proszkach . Wiele rzeczy wydaje się czarnych, jeśli odpowiednio je pudrujesz.

Dowolna czarna związek absorbuje fotony w całym zakresie widzialnym; dlatego w zasadzie wydaje się nam czarny. Na przykład tlenek żelaza (II, III) , $ \ ce {Fe3O4} $ zrobi to; jest nawet używany jako czarny pigment. Jest jednak mało prawdopodobne, aby pochłonął on każdy foton o dowolnej długości fali w widmie widzialnym, ale poszukiwanie tak doskonałego pochłaniacza jest w każdym razie bez znaczenia, ponieważ samo pojęcie widma widzialnego nie jest ścisłe.