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最黑的魚吸收99.5%光線
來自海面以上的光線只能穿透到海洋一定的深度﹐因此在海洋深處﹐是一個漆黑的環境。有趣的是﹐那裡的生物至少採取兩種完全相反的策略應對黑暗﹕有的自身帶有發光的生物螢光物﹑有的則長著一身黑到可以吸收99.5%的光線的皮膚。
美國國立自然史博物館的奧斯本(Karen Osborn)在這個領域研究了六年。她發現在拍攝的幾千張照片中﹐竟然只有兩隻魚的標本能拍出清晰的照片。為了給這些超級黑的魚拍照﹐奧斯本用一個佳能(Canon)Mark Ⅱ DSLR機身﹐配上帶四個閃光燈的65mm微距鏡頭﹐嘗試了很多不同的光線環境﹐拍攝了幾千張照片。結果發現﹐仍然很難拍出這些從深海捕撈的黑魚照片。
「不管你怎麼調整相機和光線﹐牠們總是吸收了所有的光線。」奧斯本說。她與杜克大學(Duke University)合作對這些魚展開研究﹐發現牠們的皮膚可以吸收99.5%的光線。的確﹐在那樣黑暗的環境下﹐只需幾個光子的亮度﹐牠們就會被自身帶有螢光物的捕食者發現。
研究者發現﹐這些魚皮內黑素細胞通過吸光率和折射角度兩個因素﹐實現了這樣黑的效果。他們發現﹐這些魚的真皮層﹐布滿了充滿黑色素的黑素細胞。人體皮膚也有黑色素﹐用於保護皮膚免受紫外線侵害。「它們的排列方式連續﹑緊致﹐確保任何照射到魚體上的光線最先遇到的就是這一層。」。
研究人員還發現﹐這些黑色素顆粒的大小和形狀都有講究﹐任何第一時間不能被吸收的光線﹐經過它們的表面折射後﹐也能被相鄰的黑素體吸收﹐就像一層很薄﹐卻高效的光線捕獲器。奧斯本說﹐這些魚的皮膚與奈米碳管黑體(Vantablack)一樣黑。
奈米碳管黑體(Vantablack)是目前已知最黑的物質之一﹐由垂直排列生成的奈米碳管組成﹐常溫下自身不發射可見光﹐可吸收最高達99.965%的可見光波段的電磁輻射。
他們研究的另外16種魚類的標本﹐都採用這樣的策略實現了超級黑的效果。望遠鏡﹑相機等光敏感器材的內襯都需要這類超級黑的材料。研究組表示﹐這項研究為更經濟﹑簡易地製造超級黑的材料提供了理論依據。
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