Автомобиль, покрытый материалом Vantablack
- Источник:
Alexander Migl, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
Абсолютно черное тело
Густав Кирхгоф (1824-1887)
- Источник:
Wikimedia Commons
В середине XIX века немецкий физик Густав Кирхгоф ввел в термодинамику понятие «абсолютно черного тела», которое поглощает все падающее на него излучение и ничего не отражает. Однако абсолютно черное тело далеко не всегда черно: если его нагреть, то оно станет источником электромагнитного излучения и будет красным, желтым или белым. Наше Солнце — неплохой пример такого яркого объекта, похожего на абсолютно черное тело, с температурой поверхности 5800 °С.
В природе абсолютно черных тел не существует, но близкие к ним по характеристикам есть. Сажа, к примеру, поглощает до 99% падающего не нее видимого света.
Чтобы сымитировать черное тело, ученые используют конструкцию в виде зачерненного внутри бочонка с небольшим отверстием. Луч света попадает внутрь бочонка, многократно отражается от стенок и постепенно полностью поглощается ими. Черный бархат и зрачок человеческого глаза кажутся нам черными как раз благодаря такому многократному отражению с поглощением.
Рекордно черные материалы
В 2004 году английские ученые разработали микропористое покрытие из сплава никеля с фосфором, которое отражает всего 0,16–0,18% падающего на него света. На тот момент это был самый черный в мире материал, и потому его занесли в Книгу рекордов Гиннесса.
В 2014 году рекорд был побит учеными из Великобритании. На специальной подложке они вырастили тонкую пленку из ориентированных вертикально углеродных трубочек (каждая диаметром около десяти нанометров и длиной от десятков до сотен микрометров). Этот материал получил название Vantablack. Его похожая на бархат рыхлая наноструктура с шероховатой поверхностью поглощает 99,965% падающего на его поверхность света. Такие черные покрытия нужны для оптических приборов, космических телескопов и инфракрасных сенсоров.
- Источник:
- Surrey NanoSystems via Wikimedia Commons
В 2019 году ученые из Массачусетского технологического университета (США) сообщили о создании похожего на Vantablack материала, который отражает только 0,005% падающего на него света.
