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华美极乐鸟为何如此魔性?因为它们才是真的黑!

科普小知识2022-10-16 20:13:27
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这只雄性七彩天堂鸟把自己变成了一个面部表情袋,据信它对每个人都不陌生:

为什么它如此神奇?也许是因为那妖艳的舞步,或者是因为绚丽的天蓝色看起来像一张滑稽的脸,还有一个重要的原因:它的黑色羽毛实在是太黑了。

从正面看,天堂鸟使用的黑色羽毛是如此的黑,深不见底,如此的黑,以至于它们似乎吞噬了所有的光。它们是如此的黑,以至于鸟头的轮廓完全看不见,只有明亮的蓝色在跳动。

然而,最近的一项研究也证明了乌鸦在这方面一无是处,而天堂鸟的黑色真的是黑色的。研究人员检查了五种天堂鸟的超黑色羽毛,发现与其他黑色羽毛的鸟相比,它们对光的反射率低得惊人:只有0.00.31%的入射光会被反射回来。这种极低的光反射率为天堂鸟创造了一种暗淡的深不见底的黑色。

对比图片,普通黑羽毛对超级黑羽毛。虽然左边的鸟也是黑色的,但它反射更多的光,可以清楚地看到它羽毛的光泽和纹理。

如此出色的光吸收能力不仅让人想起了人造的极黑材料Vantablack,它能吸收99.965%的可见光,而且天堂鸟的羽毛也同样令人印象深刻。

为什么会这么暗?研究人员通过分析博物馆标本发现,天堂鸟的羽毛不同于普通的黑色羽毛。它们有独特的微结构,可以吸收光线。在普通羽毛中,pinna和pinna在同一平面上(左),但在超黑色羽毛中,这些pinna有更多的突起(右)。

这些竖立的结构可以“捕获”光,允许光在其中连续散射,并逐渐被材料消耗吸收。事实上,除了其微结构是垂直于平面的碳纳米管阵列之外,Vantablack的设计思想是相同的。

雄性天堂鸟多彩的羽毛和奇怪的舞蹈是性别选择的结果,研究人员认为极黑的羽毛是这样进化的:在极黑的背景上,羽毛的有色部分会非常突出,从而获得雌性的青睐。在《华美天堂鸟》中,不用于求偶展示的部分是普通结构的黑色羽毛,并不像展示区那样黑(当最初的电影转向侧面时可以观察到),这也表明超黑羽毛与展示的视觉效果有关。

鉴于极黑材料在光学和其他领域的重要应用潜力,工程师们可能会向天堂鸟学习。

最后,放入一幅黑色的大图,直到细节丢失。