Какой материал самый черный в мире?
Понятие «абсолютно черного тела» было введено в термодинамику немецким ученым-физиком Густавом Кирхгофом в середине XIX века. Абсолютно черным называют тело, которое способно поглотить все направленное на него излучение, при этом ничего не отражая.
В природе не существует абсолютно черных тел. Есть примеры тел, которые лишь наиболее приближены по своим характеристикам к абсолютно черным. К примеру, сажа способна поглотить до 99 % падающего на нее света.
Одно из свойств абсолютно черного тела – способность менять цвет при изменении температуры. Так, путем нагревания абсолютно черное тело становится источником электромагнитного излучения и меняет цвет на белый, желтый или красный. Наше Солнце – вот пример нагретого до температуры 5800 °С объекта, похожего на абсолютно черное тело.
Ученые воссоздают имитацию черного тела посредством особенной конструкции. Она представляет собой бочонок, внутренняя поверхность которого черного цвета. В бочонке есть небольшое отверстие, через которое луч света проникает внутрь и отражается от черных стенок. Так как отражение происходит многократно, постепенно световой луч полностью поглощается стенками. Именно благодаря многократному отражению с последующим поглощением мы видим черными такие объекты, как черный бархат и зрачок человеческого глаза.
Ученые работают над созданием материалов со свойствами, приближенным к свойствам абсолютно черных тел. Так, в 2004 году в Англии был разработан сплав из никеля и фосфора, который представлял собой микропористое покрытие и имел отражающую способность 0,16—0,18 % падающего на него света. Этот материал был занесен в Книгу рекордов Гиннеса, как самый черный материал в мире. Однако в 2008 году американские ученые установили новый рекорд – выращенная ими тонкая пленка, состоящая из вертикальных углеродных трубочек, практически полностью поглощает свет, отражая его на 0,045 %. Диаметр такой трубочки – от десяти нанометров и длиной от десяти до нескольких сотен микрометров. Созданный материал имеет рыхлую, бархатистую структуру и шероховатую поверхность. Такие черные покрытия необходимы для космических телескопов, оптических приборов и инфракрасных сенсоров.
