科学家寻找最黑的黑色：吸收高达99.9%光的材料(2)

源自金、银和镍的金属黑后来出现，今天科学家仍在使用。“[金黑] 是蓬松的，因为缺乏更复杂的表达方式，”美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的物理学家 John Lehman 说，他在 80 年代开始用金黑制造探测器。“在低压氮气环境中蒸发是黄金，如果条件恰到好处，这非常类似于人行道上的雪。”
当雪落在温暖的人行道上时，它会变成湿漉漉的烂摊子。但是当雪发现自己在寒冷的人行道上时，它更容易积聚——形成一种类似于天堂鸟的超级黑色羽毛的“蓬松”结构。在最终被吸收之前，光子以几乎相同的方式在金属黑的微观结构周围发出嘎嘎声。

不断增长的纳米管森林

2004 年左右，雷曼兄弟开始研究金属黑的新替代品：碳纳米管、碳原子圆柱体或石墨。这些管子的直径最多为 100 纳米，比人的头发还要细 1,000 多倍。“如果纳米管是一根电线杆，那它就是一根直径一英尺、长三英里的电线杆，”雷曼说。为了制造它们，科学家们在无氧炉中用金属（如铁）烹制石墨。随着石墨加热，它会在向上构建之前沉入金属提供的环状模板中。

碳纳米管是迄今为止发现的最坚固、最坚硬的材料之一，但这并不是雷曼兄弟和其他研究人员在寻找最黑的黑色时转向它们的唯一原因。它们也可以通过光刻方式生长，这意味着研究人员可以将它们准确放置在需要的地方，并在达到所需高度时停止生长。“在过去，金黑色——双关语——是一种黑色艺术，”雷曼说。“要让‘人行道’的温度保持在合适的水平，以及诸如此类的事情，这真的很难做到。所以我们真的觉得这更像是一门科学而不是一门艺术。”
当排列在适当间隔的“森林”中时，碳纳米管会变得更黑。Lehman 和他在 NIST 的同事们种植了每平方厘米含有约 10 亿个纳米管的低密度森林。这听起来可能很多，但事实并非如此。与光子的大小相比，这些管子非常薄——大约 400 到 700 纳米，足够薄以捕获光子而不是让它们立即反弹。