หน้าแรก ตรวจหวย เว็บบอร์ด ควิซ แชร์ลิ้ง Page อัลบั้ม คำคม Glitter เกมถอดรหัสภาพ คำนวณ การเงิน ราคาทองคำ กินอะไรดี
ข้อตกลงการใช้บริการนโยบายความเป็นส่วนตัวนโยบายเนื้อหานโยบายการสร้างรายได้About Usติดต่อเว็บไซต์แจ้งเนื้อหาไม่เหมาะสม

วัสดุสีดำที่สุดในโลกที่ทำให้วัตถุสามมิติดูเหมือนหลุมดำแบนราบ

เขียนโดย phana3462

สีดำของเสื้อผ้า รถยนต์ หรือผนังบ้านยังมีแสงสะท้อนกลับออกมาเสมอ จึงมองเห็นรอยพับ ขอบมุม และความโค้งของพื้นผิวได้ตามปกติ แต่มีวัสดุชนิดหนึ่งที่ทำให้กฎการมองเห็นเหมือนถูกปิดสวิตช์ลง แสงที่ตกกระทบแทบไม่ย้อนกลับเข้าดวงตา จนวัตถุที่ควรมีความหนาและรูปร่างกลับดูคล้ายช่องว่างสีดำสนิทบนภาพสองมิติ

คำตอบที่ตรงกับตัวเลขการดูดซับแสงอย่างน้อย 99.995% คือ วัสดุนาโนทิวบ์คาร์บอนสีดำจัดที่พัฒนาโดยทีมวิศวกรจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ หรือ MIT วัสดุนี้มักถูกเรียกในสื่อวิทยาศาสตร์ว่า blackest black material หรือวัสดุสีดำที่สุดที่เคยรายงานในเวลานั้น จุดสำคัญคือมันไม่ได้มีชื่อทางการค้าติดปากแบบผลิตภัณฑ์ทั่วไป และไม่ควรสับสนกับ Vantablack ซึ่งเป็นวัสดุสีดำจัดอีกชนิดหนึ่ง

โครงสร้างของวัสดุ MIT ทำจากเส้นใยคาร์บอนขนาดเล็กระดับนาโนจำนวนมหาศาล วางตัวขึ้นจากพื้นผิวคล้ายป่าที่มีต้นไม้เล็กมากเรียงแน่นอยู่เต็มพื้นที่ เมื่อแสงเดินทางเข้าไปในช่องว่างระหว่างเส้นใย แสงจะไม่สามารถสะท้อนกลับออกมาได้ง่าย โฟตอนจะถูกกักให้สะท้อนซ้ำอยู่ภายในโครงสร้างหลายครั้ง ก่อนที่พลังงานส่วนใหญ่จะเปลี่ยนเป็นความร้อนปริมาณเล็กน้อยแทนการกลับออกมาเป็นแสงที่ตามองเห็น

ฐานรองรับของวัสดุนี้ก็มีส่วนสำคัญเช่นกัน นักวิจัยใช้แผ่นอะลูมิเนียมที่ผ่านการกัดผิวด้วยคลอไรด์ เพื่อขจัดชั้นออกไซด์ซึ่งเคลือบอยู่บนอะลูมิเนียมตามธรรมชาติ จากนั้นจึงปลูกเส้นใยนาโนทิวบ์คาร์บอนในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมด้วยกระบวนการทางเคมี เมื่อเส้นใยตั้งตรงและเรียงตัวหนาแน่น พื้นผิวจึงมีความสามารถในการดักแสงสูงกว่าสีดำหรือสารเคลือบทั่วไปมาก

การทดลองของทีม MIT ระบุว่าวัสดุสามารถดูดซับแสงขาเข้าได้อย่างน้อย 99.995% จากหลายมุมที่ทดสอบ ตัวเลขนี้หมายความว่าแสงเพียงส่วนน้อยมากเท่านั้นที่สะท้อนกลับออกมา และเป็นเหตุผลที่วัตถุเคลือบวัสดุชนิดนี้ดูเหมือนสูญเสียรายละเอียดไปเกือบหมด ไม่ว่าจะเป็นเหลี่ยมเพชร ขอบนูน หรือส่วนเว้าบนพื้นผิว

ภาพลวงตาที่เกิดขึ้นไม่ได้แปลว่าวัตถุสามมิติถูกทำให้แบนลงจริงๆ วัตถุยังคงมีความหนา มีขอบ และมีรูปทรงเหมือนเดิม เพียงแต่สมองใช้แสงและเงาเป็นข้อมูลหลักในการประเมินรูปร่าง เมื่อแสงสะท้อนหายไปเกือบทั้งหมด เครื่องหมายที่ช่วยบอกความลึกก็หายตามไปด้วย พื้นผิวจึงถูกรับรู้เป็นแผ่นสีดำไร้มิติ คล้ายหลุมดำที่ถูกตัดออกจากฉากหลัง

นี่เป็นเหตุผลเดียวกับที่เพชรซึ่งมีเหลี่ยมสะท้อนแสงระยิบระยับ เมื่อถูกเคลือบด้วยวัสดุสีดำจัดกลับดูเหมือนก้อนสีดำแบนๆ มากกว่าจะเป็นอัญมณีที่มีรูปทรงซับซ้อน ในงานศิลปะที่จัดแสดงร่วมกับโครงการของ MIT เพชรสีเหลืองขนาดใหญ่ถูกทำให้ดูคล้ายหลุมดำเล็กๆ จนผู้ชมแทบจับรายละเอียดของเหลี่ยมเพชรไม่ได้

ชื่อ Vantablack จึงมักถูกนำมาใช้ตอบคำถามลักษณะนี้ เพราะเป็นชื่อที่รู้จักแพร่หลายและเป็นหนึ่งในวัสดุที่ดำที่สุดในโลก Vantablack ผลิตจากโครงสร้างคาร์บอนนาโนทิวบ์ที่เรียงตัวในแนวดิ่ง และบริษัทผู้พัฒนาระบุว่าสามารถดูดซับแสงได้สูงสุดประมาณ 99.965% ตัวเลขนี้ดำมากจนทำให้วัตถุดูเหมือนหลุมดำได้เช่นกัน แต่ยังต่ำกว่าวัสดุของ MIT ที่มีรายงานการดูดซับอย่างน้อย 99.995%

ความแตกต่างระหว่างสองชื่อนี้จึงอยู่ที่บริบทของคำถาม หากถามถึงวัสดุสีดำจัดที่คนทั่วไปคุ้นชื่อ คำตอบคือ Vantablack หากยึดตามคำบรรยายเรื่องการดูดซับแสง 99.995% และการเคลือบเพชรจนดูเหมือนหลุมดำ คำตอบที่แม่นยำกว่าคือวัสดุนาโนทิวบ์คาร์บอนของ MIT ซึ่งถูกพัฒนาและรายงานในปี 2019

ความดำระดับนี้ไม่ได้มีไว้เพื่อความแปลกตาเพียงอย่างเดียว นักวิจัยมองว่าวัสดุประเภทนี้อาจช่วยลดแสงรบกวนในกล้องโทรทรรศน์ อุปกรณ์ตรวจจับ และระบบถ่ายภาพที่ต้องแยกแสงจางๆ จากวัตถุไกลโพ้น ยิ่งพื้นผิวภายในอุปกรณ์สะท้อนแสงน้อยเท่าไร สัญญาณที่ต้องการก็ยิ่งถูกแสงฟุ้งรบกวนน้อยลงเท่านั้น

ในงานอวกาศ วัสดุดูดซับแสงอาจถูกนำไปใช้กับแผงบังแสงหรือส่วนประกอบของกล้องที่ต้องป้องกันแสงจากดาวฤกษ์และแหล่งกำเนิดสว่างอื่นไม่ให้รบกวนการสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ส่วนงานศิลปะและการออกแบบก็ใช้คุณสมบัตินี้สร้างวัตถุที่ดูเหมือนขาดหายไปจากโลกจริง

ถึงจะดำจนคล้ายหลุมดำ แต่วัสดุนี้ไม่ได้มีแรงโน้มถ่วงมหาศาล ไม่ได้ดูดกลืนวัตถุ และไม่ได้ทำให้พื้นที่รอบข้างหายไป สิ่งที่หายไปมีเพียงแสงสะท้อนซึ่งเป็นข้อมูลที่ดวงตาและสมองใช้สร้างภาพสามมิติ หากต้องตอบให้ตรงกับตัวเลข 99.995% ชื่อที่ควรจำคือ วัสดุนาโนทิวบ์คาร์บอนสีดำจัดของ MIT ส่วน Vantablack คือชื่อวัสดุอีกตระกูลที่มีชื่อเสียงและให้ภาพลวงตาแบบเดียวกันในระดับใกล้เคียงกัน

⚠ แจ้งเนื้อหาไม่เหมาะสม 
phana3462's profile
มีผู้เข้าชมแล้ว 271 ครั้ง
เขียนโดย phana3462
เป็นกำลังใจให้เจ้าของกระทู้โดยการ VOTE และ SHARE
5 VOTES (5/5 จาก 1 คน)
VOTED: ยายขี้บ่น
Hot Topic ที่น่าสนใจอื่นๆ
สิบบนชน 6 สูตร งวด 1 พ.ย. 69 รวมเลขเด่นวงกลมและชุด 3 ตัวจากกระดาษคำนวณสรุปเส้นทางความสำเร็จและเงินรางวัลสะสม "ภราดร ศรีชาพันธุ์" ตำนานมือ 9 ของโลกผู้พลิกประวัติศาสตร์เทนนิสไทยมหาทักษา งวด 1 พ.ย. 69 เปิดตารางเลขมงคล 6 ตัว พร้อมแนวทางจับคู่เลข 2 ตัว–3 ตัวเลขวิ่งสนามบินน้ำ งวด 1 พ.ย. 69 เปิดแนวทางเลขเด่นจากใบเขียนมือ เทียบข้อมูลอีกงวดมีเลขอะไรน่าสนใจสบู่เบนเนทเป็นของใคร? รู้จักชาย ปราบเล่ง และบทบาทของบุ๋ม ปนัดดาบางกอกทูเดย์ งวด 1 พ.ย. 69 รวมเลขในตารางมงคล พร้อมแนวทางจับคู่ 2 ตัว–3 ตัว108 ท่าบนเตียง มีอะไรบ้าง Sex position ท่าเด็ดบนเตียงเหรียญเงินบาทไทยที่ถูกผลิต น้อยที่สุด และหายากมาก ที่สุดในปัจจุบันหญิงวัย 29 ปี เป็นอัมพาตทั้งแขนและขา หลังถูกเห็บกัดรู้จัก “ออยศรี” ผู้ตั้งคำถามบัญชีรับบริจาคของบุ๋ม ปนัดดา10 ชื่อ ที่คนไทยใช้มากที่สุด ชื่อเดียวมากถึงหลักแสนคนเปิดทรัพย์สินบุ๋ม ปนัดดา มีบ้าน ที่ดิน และธุรกิจอะไรบ้าง?
Hot Topic ที่มีผู้ตอบล่าสุด
ประเทศที่ลงทุนในไทยมากที่สุด มีมูลค่าเงินลงทุนมากเป็นอันดับหนึ่งคำว่า canali ปูทางให้เกิด “คลองบนดาวอังคาร” ที่ไม่มีอยู่จริงได้อย่างไร?เหรียญเงินบาทไทยที่ถูกผลิต น้อยที่สุด และหายากมาก ที่สุดในปัจจุบัน
กระทู้อื่นๆในบอร์ด สาระ เกร็ดน่ารู้
งูพิษจากอิหร่านมีหางเหมือนแมงมุมล่อให้นกโฉบลงมาได้อย่างไร?เปิด 5 วัดสำคัญของไทย ที่ไม่มีพระสงฆ์จำพรรษาคำว่า canali ปูทางให้เกิด “คลองบนดาวอังคาร” ที่ไม่มีอยู่จริงได้อย่างไร?จบดร.ตั้งแต่อายุ 13 ปี รู้จักคาร์ล วิตเต้ เด็กอัจฉริยะที่สร้างชื่อในวงการวิชาการ
ตั้งกระทู้ใหม่