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最黑的魚 吸收99.5%光線

此僅為示意圖。(Shutterstock)
此僅為示意圖。(Shutterstock)

編譯/高文森
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。◇