又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

自然界里最黑的动物是谁?是深海鱼,极乐鸟,还是孔雀蜘蛛?

无论是天然黑,还是人造黑,100%的黑都不存在,但是以上3种动物的黑度都超过了99.5%,稳居黑榜榜单的霸主地位。

一路走黑道,追求极致黑的动物,目标一致,动机却各不相同,长黑的手段也各有千秋。它们中间,谁能登上黑老大的王位,我们寻找黑老大的意义又在哪里?

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

超黑鱼

先来看深海鱼,海洋深度超过200米以后,阳光难以穿透水层。在黑暗的海洋里,融入海水的黑色是最好的伪装色,不仅能躲避捕猎者,还能潜伏捕获小鱼。杜克大学团队,打捞了18种黑色深海鱼,其中16种的黑度超过了99.5%前3强分别是:梦角鮟鱇鱼,穴口奇棘鱼(它还有个名字是:太平洋黑龙),发光炬灯鱼。

看上去样貌丑陋的深海鱼,可不是因为没人看见,就随便长长的不求上进鱼。它一心一意追求的境界是:你管我长成什么样,我的目的是让你看不见我的模样。不要说在深海里看不到它,就连在阳光下,你都看不清它的长相。深海鱼的黑皮肤就像黑洞一样,把照射在身上的光线统统吸收进去。下面这张超黑鱼的图片,是经过过度曝光,编辑处理后的图片。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

因为有光,我们才能看见事物的模样和色彩。可见光光谱波长在380~780nm之间,不同波长的光对应不同的颜色。皮肤里的黑色素,能吸收各种波长的光。吸收的光越多,反射的越少,皮肤也就越黑。黑度代表了对光线的吸收率,当所有的光线都被皮肤吸收,没有一丝反射时,皮肤的黑度就是100%但到目前为止,没有任何材料能达到100%的黑度。

梦角鮟鱇鱼,对480nm波长光的反射率为0.044%,对可见光所有波长的平均反射率为0.051%,也就是说,它的黑度达到了99.95%。鮟鱇鱼超黑的黑度,来自于密集堆积的黑色素。在表皮和真皮交界处的基底膜下方,有一层充满黑色素的细胞器(黑素体),就在图片里黑色箭头所指之处。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

其他深色鱼的黑素体之间有松散的胶原蛋白空隙,而鮟鱇鱼的黑素体不留一丝缝隙。不仅排列紧密,而且鮟鱇鱼黑素体的体积,比其他鱼儿的都要大。大个的黑素体肩并肩地挤在一起,擒获住到达皮肤的每一丝光线。

更加神奇的是,对自己黑度非常有信心的鮟鱇鱼,还在头顶上点了一盏灯,开亮灯都照不到它的身影。头顶灯的光线能吸引觅食的小鱼儿,灯下黑的鮟鱇鱼只要张大嘴巴,等着小鱼游过来自投罗网。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

超级黑和普通黑相比有什么优势?反射率为千分之0.5的鱇鱼,跟反射率为2%的黑鱼相比,能使捕食者的瞄准距离减少6倍以上。或者说,捕食的大鱼在6米远的地方看到了普通黑鱼,但要到1米之内才能发现超黑鮟鱇鱼。

极乐鸟

深海鱼的黑是伪装色,其他动物的黑就不一样了。华美极乐鸟的黑羽,能衬托身上美丽的蓝色。生活在新几内亚岛上的小鸟,看上去黑乎乎的并不出众。但是当它来到雌性极乐鸟身边,展开舞裙炫耀舞步时,妹子都被吓呆了。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

鮟鱇鱼的黑素体吸收光线,呈现出来的黑色,跟花朵的颜色一样,是色素色,也叫化学色。而鸟儿羽毛的颜色,除了化学色外,还有物理色。你看到羽毛的颜色,有一部分是色素呈现出现的颜色,还有一部分,是羽毛上微小结构反射光线的颜色,叫做结构色,或是物理色。物理色的特点是,在光线照射下,从不同的角度能看到不同的颜色,比如色彩缤纷的肥皂泡。全身黑色的乌鸦,在光线照射下,覆盖着一层金属光泽,这是羽毛结构反射出来的光线。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

极乐鸟跟乌鸦一样,羽毛上也有物理色。不过,极乐鸟的黑羽跟乌鸦的黑羽可不一样,乌鸦黑羽会反射光线,而极乐鸟的黑羽是吸收光线。乌鸦是油光水滑的亮黑,极乐鸟是拒绝一切反光的哑光黑。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

图片里是普通黑羽跟超级黑羽的细节对比,普通羽毛的羽小枝平铺排列,边缘光滑,中间的间隔松散。超黑羽毛的微观结构像立体的柏树叶子,羽小枝向上弯曲排列,边缘有一齿一齿的叶牙,结构紧密,表面上起伏不平。树叶一样的微结构,形成了一个个有深度的弯曲空腔,当光线照射到羽毛上,经过在空腔内的多次散射,被空腔消耗吸收。物理色的黑度不亚于化学色的黑度,华美极乐鸟最黑黑度为99.95%

孔雀蜘蛛

利用物质结构吸收光线的动物,不止极乐鸟一种,登上自然界黑榜前3强的还有孔雀蜘蛛。生活在澳大利亚,比指甲壳还小的蜘蛛,像孔雀一样美丽。它用身上超黑的黑色斑块来反衬其他颜色,让彩色更加璀璨夺目。孔雀蜘蛛像极乐鸟一样,面对妹子时,总要炫耀舞技。翘起五颜六色的肚皮,在妹子跟前左右摇摆。肚皮上的五彩花纹,在黑斑的衬托下熠熠生辉。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

哈佛大学团队,探索了孔雀蜘蛛黑斑的秘密。图片上是两种孔雀蜘蛛肚皮上的黑斑处的细节。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

黑斑的角质层上,布满了规则的凸起。相比之下,普通黑蜘蛛的角质层是光滑的。像气泡垫一样起伏不平的表皮,形成了一个个捕捉光线的空腔,呈现出超黑色。孔雀蜘蛛身上最黑斑块的黑度为99.65%

孔雀蜘蛛和极乐鸟一样,超黑斑块总是出现在明亮的,高饱和度的结构化颜色旁边超黑色斑能消除亮色斑块周围的镜面反射,站在对面的妹子看过来,看不清那些鲜艳色块反射出的环境光线,认为就是色块自身在发光,被它们美得发光的容颜深深地吸引。

动物身上的颜色能起很多作用,比如伪装,模仿,警告,或是社交示意信号。鮟鱇鱼的极致黑,伪装为了生存。鸟和蜘蛛的极致黑,吸引妹子目光为了争夺生殖权。对于单个个体来说,生存最重要,但对于族群群体来说,生殖的权重大过于生存。你看那些漂亮的雄性动物,把生命里限量的资源都用在装扮上,而不是用来增加肌肉、更新武器。36亿年的演化经验告诉我们:征服妹子比打败敌人更加重要。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

人造黑

科研团队一直在探索自然界里的超级黑,只是为了给动物们排队列个超黑榜单吗?当然不是,探索超级黑的话题要追溯到30年前,第一次发射到太空的哈勃望远镜身上。NASA的天文学家发现,通过望远镜观察远方微弱的信号时,往往会 截获更加明亮的天体之光。更亮的天体干扰了对目标天体的观察。

工程师在哈勃望远镜的光学器件周围,涂上了当时最黑的涂料,Z306聚氨酯涂料,可是涂料只能吸收90%的光线,不能全部过滤掉其他发光天体的光线影响。

还有更黑的涂料吗?NASA团队把目光转向自然界 ,看看海陆空的伙伴们有没有更黑的材料。在探索动物身上超级黑的过程中,团队发现了一个最重要的关键点。原来仅仅依靠材料的化学组分来涂黑并不够,还要用几何结构来捕获光子。于是,碳纳米管成了首选材料。

2007年,团队将纳米级粗细的碳管平行排列,组成99%中空的片状材料。光子落在材料上,在空间里左右散射而找不到出路,最终被捕获。碳纳米管成功地吸收了99.5%的光线,比Z306的吸光率要高上10倍。

碳纳米管设计成功后,接下来,人造黑越做越黑,视频里是最有名的Vantablack黑材料做成的面具,由英国萨里纳米系统公司研制。黑面具的五官跟旁边的金属面具一模一样,但是,你只能看见黑面具的轮廓,却看不见面具上的五官,就像你在阳光照耀下,只能看见梦角鮟鱇鱼的轮廓,却看不见它的模样一样。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

黑材料对750nm波长以下的可见光,吸收率达到99.965%。深海鱼,极乐鸟,孔雀蜘蛛,身上的微结构尺寸以微米为计量单位,但是人造黑的微结构能做到更小,尺寸以纳米为计量单位,更胜一筹。人造黑超过了自然界里最黑的黑度,登上了黑老大的王位。

给哈勃望远镜涂上黑材料,科学家们看清了以前看不清的细节,比如耀眼恒星周围的行星,还有地球上明亮冰面旁的那些昏暗海洋水面。

黑夜给了我黑色的眼睛,我要用来寻找蓝星上最黑的黑色。

又黑又丑的深海鱼,伙同黑鸟黑蜘蛛,把天文望远镜涂得更黑

附:今天继续更新自然界里的秘密系列文章,这是第37篇:天然黑

展开阅读全文

页面更新:2024-04-23

标签:深海鱼   蜘蛛   天文望远镜   黑斑   波长   妹子   自然界   孔雀   反射   光线   羽毛   身上   颜色   动物   材料   体育   极乐鸟

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2020-2024 All Rights Reserved. Powered By 71396.com 闽ICP备11008920号-4
闽公网安备35020302034903号

Top