En förening som absorberar allt synligt ljus

Ämnen som absorberar nästan allt ljus som faller på dem verkar svarta. Därför letar du efter den svartaste kända föreningen.

Rekordet för närvarande innehas av Vantablack ^[1] , ett ämne som består av vertikalt inriktade kolnanorör, som absorberar upp till 99,965% av synligt ljus som inträffar på den. Som du ser är det verkligen svart.

Tidigare har posten hölls av Superblack ^[2,3] , en nickelfosforlegering med en absorbans på upp till 99,65%.

Som jämförelse absorberar vanligtvis svart färg i allmänhet cirka 97,5% av synligt ljus.

Källor

[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

Kommentarer

• Gör en låda med innerväggar täckta av detta material och med litet hål. Det här hålet blir nästan 100% mörkt.

Alla metaller kan absorbera fotoner av vilken våglängd som helst under hård ultraviolett, eftersom det helst är tillåtna elektroniska övergångar av godtyckligt liten energi mellan tillstånd i det ofyllda valensbandet. Detta betyder att metaller teoretiskt är materialen med det bredaste våglängdsområdet för fotonabsorption (förutom plasma).

Detta kommer emellertid i strid med idén som de flesta har av metaller, vilket är en samling glänsande ( mycket reflekterande) grå fasta ämnen. Detta beror på att medan de kan absorberar fotoner med nästan godtycklig våglängd, är absorptionen sannolikheten inte lika hög som i andra material. Som sådan kan en sekundär effekt äga rum där de inkommande fotonerna interagerar med de fria elektronerna i metallen och får ljuset att reflekteras tillbaka, snarare än absorberas. Ett enkelt sätt att minska reflektionen och därmed förvandla rena metaller till svarta ämnen är att slipa dem till ett mycket fint damm eller på annat sätt göra en mycket grov yta på mikroskopisk nivå, vilket gör att infallande ljus studsar fler gånger när det träffar materialet, vilket ökar oddsen för att ljuset ska absorberas.

Dessutom tänker vi ofta på metaller som material som huvudsakligen består av atomer från $ s $ / $ d $ / $ f $ / tidiga $ p $ block av element från det periodiska systemet (”metalliska element”), definieras metaller faktiskt inte alls av deras sammansättning utan av deras elektroniska struktur. Det är till och med möjligt att ha metaller gjorda av ”icke-metaller” såsom rent kol, till exempel (kolnanorör med vissa chiraliteter). Således är metallisk karaktär sannolikt en bidragande faktor till mörkret i Vantablack, vilket bon nämner i sitt svar.

Kommentarer

• Bra poäng för att nämna pulver . Många saker verkar svarta om du pudrar dem tillräckligt fint.

Alla svarta förening absorberar fotoner i hela det synliga spektrumet; det är därför som det verkar svart för våra ögon. Så till exempel kommer järn (II, III) oxid , $ \ ce {Fe3O4} $ att göra det; det används även som ett svart pigment. Det är dock mycket osannolikt att den kommer att absorbera varje foton med vilken våglängd som helst i det synliga spektrumet, men sökandet efter en sådan perfekt absorberare är i alla fall meningslöst eftersom själva uppfattningen om ett synligt spektrum inte är strikt.