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黑而醜的深海魚,加上黑鳥黑蜘蛛,望遠鏡畫出的更多黑色超黑魚極地鳥孔雀蜘蛛人造黑

誰是自然界中最黑的動物?是深海魚、歡樂鳥還是孔雀蜘蛛?

無論是天然黑,還是人造黑,100%黑并不存在,但上述三種動物的黑度都超過99.5%,牢牢地在黑名單的主導地位。

一路走下去的黑暗之路,追求極緻的黑獸,目标一樣,但動機不同,長黑的手段也有自己的。其中,誰能登上黑老闆的寶座,我們尋找黑老闆的意義何在?

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< h1級"pgc-h-right-arrow">超黑魚</h1>

首先看深海魚類,海洋深度超過200米,太陽很難穿透水層。在黑暗的海洋中,融入大海的黑色是最好的僞裝顔色,不僅避開獵人,還能潛伏捕捉小魚。杜克大學團隊捕撈了18種黑色深海魚類,其中16種的黑度超過99.5%。前3名是:夢角鲶魚,穴頭赤東魚(也有一個名字:太平洋黑龍)和發光火炬光魚。

看起來很醜的深海魚,但不是因為沒人看到,隻是漫不經心地長不求進入魚。它追求一心一意的領域:你關心我的樣子,我的目的是讓你看到我的外表。不要說你在深海中看不到它,即使在陽光下,你也看不到它的樣子。深海魚的深色皮膚,就像黑洞一樣,吸收了所有照射在它身上的光線。下圖中的超級黑魚是過度曝光,經過編輯的圖像。

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因為有光,我們可以看到事物的形狀和顔色。可見光光譜波長範圍為380~780nm,不同波長的光對應不同的顔色。皮膚中的黑色素吸收各種波長的光。你吸收的光越多,反射的就越少,你的皮膚就會越黑。黑度代表對光的吸收,當所有光線都被皮膚吸收而沒有反射痕迹時,皮膚的黑色是100%。但到目前為止,還沒有材料達到100%的黑色。

夢角鲱魚對480nm波長光的反射率為0.044%,對所有波長的可見光的平均反射率為0.051%,即其黑度達到99.95%。鲱魚的超黑性來自黑色素的密集積累。在表皮和真皮交界處的底物下方是一層充滿黑色素的細胞器(黑色素),這些細胞器由圖檔中的黑色箭頭指出。

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其他黑魚的黑色素體之間有松散的膠原蛋白間隙,而鲱魚的黑色素體不留間隙。它不僅排列得很緊,而且鲱魚冰毒的體積比其他魚的體積大。大型黑色素體并排蜷縮在一起,捕捉到達皮膚的每一縷光線。

更令人驚奇的是,黑鳌自己對鲶魚非常自信,而且頭頂上的一盞燈,燈光并沒有照在它的身影上。頭燈的光芒可以吸引小魚覓食,燈下的黑鲱魚隻要張大嘴巴,等待小魚遊過網。

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超級黑比純黑有什麼優勢?反射率為0.5/0.5的鲱魚可以将捕食者的目标距離縮短6倍以上,而反射率為2%的黑魚。也就是說,捕食的大魚在6米外看到了普通的黑魚,但直到1米以内才能找到超級黑鲱魚。

< h1級"pgc-h-arrow-right">極地鳥</h1>

深海魚的黑色是僞裝色,其他動物的黑色是不同的。美麗鳥兒的黑色羽毛可以與身體美麗的藍色相得益彰。生活在新幾内亞島上的鳥類看起來并不黑。但是,當談到雌性極鳥并穿上連衣裙炫耀它的腳步時,姐妹倆被石化了。

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鲱魚的黑色素體吸收光線并呈現黑色,就像花朵的顔色一樣,是一種色素顔色,也稱為化學顔色。鳥的羽毛的顔色,除了化學顔色,還有實體顔色。你看到的是羽毛的顔色,部分是顔料的顔色,還有一部分是羽毛上微小結構反射的光的顔色,稱為結構色,或者說是實體顔色。實體顔色的特點是不同的顔色,例如彩色的肥皂泡,可以在光線下從不同的角度看到。烏鴉,黑色,覆寫着金屬光澤,由羽毛的結構反射。

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像烏鴉一樣,極地鳥類的羽毛上有實體顔色。然而,極鳥的黑色羽毛與烏鴉的黑色羽毛不同,烏鴉的黑色羽毛反射光線,而極鳥的黑色羽毛吸收光線。烏鴉是油性掠水的亮黑色,極光鳥是啞光黑色,拒絕所有反射。

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在圖檔中是普通黑色羽毛和超黑羽毛細節的比較,普通羽毛羽毛羽流平排列,邊緣光滑,中間松散的間隔。超黑羽毛的微觀結構像三維柏樹葉,樹枝向上彎曲,邊緣有齒狀牙齒,結構緊密,表面不平整。葉狀微觀結構形成一個深彎曲的腔體,當光線照射在羽毛上時,該空腔被腔體消耗吸收,并在腔體中多次散射。實體色的黑度不亞于化學色的黑度,華美極鳥的黑度為99.95%。

< H1級孔雀蜘蛛></h1>

使用實體結構吸收光線的動物不僅僅是快樂的鳥,孔雀蜘蛛是自然界黑名單中的前三名。生活在澳洲,比甲殼還小的蜘蛛和孔雀一樣美麗。它使用超黑斑塊來避開其他顔色,使顔色更加耀眼。孔雀蜘蛛和極地鳥一樣,在面對姐妹時總是炫耀自己的舞蹈技巧。擡起五顔六色的肚子,在姐姐面前左右擺動。肚子上五顔六色的圖案在黑點的映襯下熠熠生輝。

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哈佛團隊探索了孔雀蜘蛛黑點的秘密。圖檔顯示了兩隻孔雀蜘蛛腹部黑點的細節。

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黑點的層覆寫着規則的凸起。相比之下,普通黑蜘蛛的層是光滑的。不均勻的表皮,如氣泡墊,形成一個捕獲光線的空腔,并呈現出超黑色。孔雀蜘蛛身上最黑的斑塊的黑度為99.65%。

孔雀蜘蛛,就像極地鳥類一樣,總是圍繞着明亮,高飽和度的結構化顔色。超黑的斑點可以消除鏡面反射周圍的亮點,站在對面的嫂子已經看到過,看不到那些明亮的色塊被環境光反射出來,以為是色塊本身在光線下,被它們美麗的發光深深地吸引着臉部。

動物的顔色可以發揮許多作用,例如僞裝,模仿,警告或社會信号。鲱魚的終極黑色,僞裝成生存。鳥和蜘蛛的極度黑暗吸引了姐妹們的目光,以争奪生殖權利。對于個體來說,生存是最重要的,但對于族群來說,生殖權利太重要了,無法生存。你看看那些美麗的雄性,他們生活中有限的資源都花在了打扮上,而不是花在鍛煉肌肉和更新武器上。36億年的進化經驗告訴我們,征服姐妹比打敗敵人更重要。

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< h1級"pgc-h-right-arrow">人造黑</h1>

研究團隊一直在探索自然界中的超級黑,隻是為了給動物們排個隊,争奪超級黑名單?當然不是,探索超黑的話題可以追溯到30年前,當時哈勃望遠鏡首次将其發射到太空中。美國宇航局的天文學家發現,當望遠鏡觀察遠處的微弱信号時,它們往往會攔截更亮的天體光。較亮的物體會幹擾對目标物體的觀察。

工程師在哈勃望遠鏡的光學器件周圍塗上了當時最暗的塗層Z306聚氨酯,但塗層隻吸收了90%的光,無法完全過濾掉其他發光物體的光效應。

有更深的油漆嗎?美國宇航局的團隊将注意力轉向自然,看看他們的陸地,海洋和空中夥伴是否有任何更暗的材料。在探索超級黑動物的過程中,研究小組确定了最重要的關鍵點之一。僅僅依靠材料的化學成分來變黑是不夠的,而且還要使用幾何形狀來捕獲光子。是以,碳納米管已成為首選材料。

2007年,該團隊平行布置了納米級厚碳管,以構成99%的空心片狀材料。光子落在物質上,在太空中左右散射,找不到出路,最終被捕獲。碳納米管成功吸收了99.5%的光,比Z306高出10倍。

在碳納米管設計成功之後,下一步是人造黑越來越暗,視訊中最著名的梵黑材料掩模是由英國的薩裡納米系統公司開發的。黑色面具的五名軍官和他們旁邊的金屬面具一模一樣,但你隻能看到黑色面具的輪廓,卻看不到面具上的五名官員,就像你能看到太陽下夢角鲱魚的輪廓一樣,卻看不到它的樣子。

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黑色物質對750nm波長以下可見光的吸收率為99.965%。深海魚類、極地鳥類、孔雀蜘蛛,人體的微觀結構大小以微米為機關進行測量,但人造黑色的微觀結構可以更小,以納米為機關測量的尺寸,效果更好。人造黑超越了自然界中最黑的黑,登上了黑老闆的寶座。

通過将哈勃望遠鏡塗成黑色,科學家們看到了以前不顯眼的細節,例如耀眼的恒星周圍的行星和地球上明亮冰層旁邊的昏暗的海洋表面。

黑夜給了我黑色的眼睛,我想用它來找到藍星上最黑的黑色。

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附上:今天繼續關于自然秘密系列的新更新,這是第37屆:自然黑。

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