Un compuesto que absorbe toda la luz visible

Las sustancias que absorben casi toda la luz que cae sobre ellas aparecen negras. Por lo tanto, está buscando el compuesto más negro conocido.

El récord lo tiene actualmente Vantablack ^[1] , una sustancia compuesta de nanotubos de carbono alineados verticalmente, que absorbe hasta un 99,965% de luz visible incidiendo sobre él. Como puede ver, es realmente negro.

Anteriormente, el registro fue sostenido por Superblack ^[2,3] , una aleación de níquel-fósforo con una absorbancia de hasta 99.65%.

A modo de comparación, la pintura negra regular generalmente absorbe alrededor del 97.5% de luz visible.

Fuentes

[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

Comentarios

• Realización de una caja con paredes interiores cubiertas por este material y con pequeño orificio. Este agujero será casi 100% oscuro.

Todos los metales son capaces de absorber fotones de cualquier longitud de onda por debajo del ultravioleta fuerte, ya que idealmente se permiten transiciones electrónicas de energía arbitrariamente pequeña entre estados en la banda de valencia vacía. Esto significa que los metales son teóricamente los materiales con el rango de longitud de onda más amplio para la absorción de fotones (a excepción de los plasmas).

Sin embargo, esto contradice la idea que la mayoría de la gente tiene de los metales, que es una colección de brillantes ( sólidos grises altamente reflectantes. Esto se debe a que, si bien pueden absorber fotones de longitudes de onda casi arbitrarias, la probabilidad de absorción no es tan alta como en otros materiales. Como tal, puede tener lugar un efecto secundario donde los fotones entrantes interactúan con los electrones libres en el metal y hacen que la luz se refleje, en lugar de absorberse. Una forma sencilla de disminuir la reflexión y, por lo tanto, convertir los metales puros en sustancias negras es molerlos hasta convertirlos en un polvo muy fino o hacer una superficie muy áspera a nivel microscópico, lo que hace que la luz incidente rebote más veces al golpear el material, aumentando las probabilidades de que la luz sea absorbida.

Además, aunque a menudo pensamos en los metales como materiales compuestos principalmente por átomos de los bloques $ s $ / $ d $ / $ f $ / primeros $ p $ de los elementos de la tabla periódica (los «elementos metálicos»), los metales en realidad no se definen por su composición en absoluto, sino por su estructura electrónica. Incluso es posible tener metales hechos de «no metales» como el carbono puro, por ejemplo (nanotubos de carbono de determinadas quiralidades). Por lo tanto, el carácter metálico es probablemente un factor que contribuye a la oscuridad de Vantablack, que bon menciona en su respuesta.

Comentarios

• Buen punto para mencionar polvos . Muchas cosas parecen negras si las espolvoreas lo suficientemente finamente.

Cualquier negro compuesto absorbe fotones en todo el espectro visible; por eso, esencialmente, parece negro a nuestros ojos. Entonces, por ejemplo, óxido de hierro (II, III) , $ \ ce {Fe3O4} $ lo hará; incluso se utiliza como pigmento negro. Sin embargo, es muy poco probable que absorba todos y cada uno de los fotones de cualquier longitud de onda en el espectro visible, pero la búsqueda de un absorbente tan perfecto no tiene sentido en cualquier caso, ya que la noción misma de un espectro visible no es estricta.