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迄今最黑的人造材料——Vantablack，在纳米技术的支持和科学家的努力下，成功问世了！对于这种材料，人们评价说：“人类的眼睛仿佛无法理解看到的东西，形状和轮廓全都是缺失的，只留下看起来像一片深渊的物质。”
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Surrey Nanosystems对Vantablack的介绍
那么，这种“最黑材料”，到底是怎样的呢？
【黑】
说起“黑”这个概念，我们一定不陌生。神秘的夜空、服饰的配色、关闭的显示器、锅底的炭黑、身后的影子、黑米黑豆黑芝麻，以及，日渐稀疏的头发……
黑色几乎无处不在，渗透于生活中。
这种给人感觉神秘、冷峻、庄重的颜色，在科学的角度又是怎样标定的呢？
在RGB红绿蓝色彩模式（色度研究用）中，黑色是（ 红0, 绿0, 蓝0）；
在我们每天浏览的网页中，黑色的十六进制编码为#000000，其中第1，2、3，4和5，6位分别代表红、绿、蓝三原色的数值；
在CMYK印刷四色模式（工业印刷用）中，黑色是 (蓝绿0，品红0，黄0，黑100)；
在HSV颜色模型（一种较直观的颜色模型）中，黑色是(色调0, 饱和度0, 明度0)，且取值不唯一；
在黑白图像处理中，黑的程度用灰度值表示，灰度值越低，黑色越深。
简单地说，我们的眼睛能够看到黑色，是因为所见之处没有色光射入到眼睛里。
这分为两种情况：一是客观条件上光照太弱，物体能反射的光本就有限，比如我们在夜里看到的黑暗环境；二是物体主观上对可见光全波段有着较强的吸收能力，投射到物体上经吸收又反射回人眼的光已经所剩无几，比如明场下依然呈黑色的物体。这也是为什么夏季白天穿黑色的衣服会很热。
弱环境光条件下的黑VS材料光吸收导致的黑
此处感谢麓邦实验室第一期主角“黑色鸡蛋”的友情出镜！
（鸡蛋：“黑你个鬼，我是银色的好不啦！”）← 好奇请戳
但是，细数我们能够看到的黑色材料，其对可见光的吸收率范围只有95%-98%。也就是说，所谓黑，只是我们肉眼上的直观感觉，是一种相对的感受。真正对可见光有着100%吸收的“纯黑”材料，是不存在的。
说到这，大概诸位都会觉得有些遗憾了——“纯黑”的体验到底如何？难道我们真的没有机会亲眼看看吗？
别急，只要思想不滑坡，办法总比困难多。在科学家的努力下，Vantablack出现了！
【Vantablack有多黑？】
Surrey Nanosystem（萨里纳米系统公司），是一家位于英国的专注于纳米科技和应用研究的公司。其研发出的新材料，Vantablack，代替了哈勃望远镜上的涂料Aeroglaze Z306，以99.965%的可见光吸收率（750nm下测得）成为了世界上最黑的材料。
Vantablack全称“Vertically Aligned Nano Tube Arrays”，即“垂直排列纳米管阵列”。它不是一种黑色的油漆或颜料，而是通过碳纳米管生长工艺，由数百万个碳纳米管密集排列，制成的一个功能化的“森林”。“森林”中的每根纳米管的直径约为20纳米（比人类头发平均直径细3500倍），通常为14微米至50微米长。1平方厘米的表面积将包含大约10亿个纳米管。
Vantablack实际上是在一个特殊设计的化学气相沉积室中、在强光灯阵列照射下，将表面温度提高到430℃或更高，从而使纳米管“森林”生长的。所以，被用于生产世界上最黑暗材料的东西，竟然是光！
正是因为Vantablack具有这样特殊的结构，可见光射到其表面，进入纳米管之间的空间时，会在纳米管间回弹并被迅速吸收。且由于纳米管的长度/直径比太大，光线无法逃脱，导致表面几乎没有反射，创造了几乎完美的黑色。
试想一下，在一片森林中行走，树木不是通常10到20米的高度，而是大约3公里高，光自然会极其微弱。
为了给大家更直观的视觉体验，公司对Vantablack和Aeroglaze Z306两者进行了对比：
Vantablack样本被置于Aeroglaze Z306样本之上。当用白光照射两者时，后者的反光很明显，前者则几乎没有反光。
当把光源换做红色激光时，效果相同。
同时，若单独观察Vantablack一种材料，视觉效果也与观察普通黑色材料时有很大差别。
对此，有人这样说：“眼睛根本无法聚焦。它太黑了，以至于看不到任何细节，像是黑洞吸走了所有光线。”
这可以说是很精确地描述出了人们对Vantablack的感受。连创造它的公司也称：“视觉上，它真的很接近一个黑洞。”
图中的Vantablack样本似乎是后期P上去的黑圆
【Vantablack进化！—— Vantablack S-VIS！】
虽然Vantablack在“黑”这一点上有着无可比拟的优势，但由碳纳米管生长工艺制得的它，可不像普通的涂料那样很容易涂布在物体表面。
研究人员曾试图将这种材料涂在一个Lynx凌仕杯子的表面，来更好的展示它的特性。然而整个涂布过程花费了研究人员4个月中近400小时的时间。这使Vantablack的潜在广泛应用受到了限制。
涂布了Vantablack的杯子，使人无法感受到杯体的弯曲和凹凸，其与周围环境的界限异常分明。
因此，继Vantablack后，公司又推出了Vantablack S-VIS、Vantablack S-IR、Vantablack VBx Coatings三种涂料。
其中，Vantablack S-VIS是一种使用喷涂工艺沉积的原始Vantablack涂层的变体。同样，它是由碳纳米管制造的，但不同于原来的Vantablack，它的碳纳米管非常短，一旦化学结合在一起，就形成了一种开放的珊瑚状结构。
在部分电磁波谱中，Vantablack S-VIS并不如原始的Vantablack那样暗，但在可见光谱中，两者是很难区分的（吸收率仅仅降低了0.165%）。在较小的视角下，它甚至可以比原始的Vantablack更黑。这个特性使得它非常适合涂饰于复杂的3D物体。比如下面这个3D面具。
将Vantablack S-VIS涂在立体面具表面进行观察
通过多角度的观察我们发现，涂布了Vantablack S-VIS的黑色立体面具，在正面视角完全无法分辨其任何轮廓细节，黑色的区域仿佛是空间被凭空割裂了。
“人类的眼睛仿佛无法理解看到的东西，形状和轮廓全都是缺失的，只留下来看起来像一片深渊的物质。”
更易喷涂和依旧极黑的特点，使Vantablack S-VIS成为了一种将三维物体“黑化”至二维平面的利器。
【So……】
Vantablack系列的材料若只有“黑”这一个特点，虽达到了“减少不必要的杂散光”的研究初衷，却无法满足多个应用方向的需求。
除了具有接近100%的可见光吸收率，Vantablack 在其他方面也有很优越的特性：
可以吸收紫外、红外光；
有着极佳的热传导能力——可作为出色的黑体校准源；
有着良好的疏水性——水对其光学性能没有影响；
有非常高的抗热震性——重复将Vantablack涂层的衬底浸入-196℃的液氮中，又转移到空气中置于300℃的热板上，不会影响其性能。
有着抵抗极端冲击和振动的能力；
低脱气性能；
一定的柔性、灵活性；
有极佳的BDRF（菲涅尔反射）和TIS（全整合散射）性能——即使在很浅的视角，黑的程度也优于所有其他商业黑色涂层。
基于这些优越的特性，Vantablack系列材料可以被应用于高性能红外摄像机、传感器、科学仪器、卫星遥感校准源，甚至在某些高端奢侈品中创造独特的美学效果。其吸收光能并转化为热能的能力也与太阳能发电有关。
说到这里，我们可能会想，Vantablack可不可以用在汽车、服装上呢？那样的话，一定很炫酷吧！但遗憾的是，材料本身对直接冲击和磨损的不耐受使它并不适合喷涂在车子上，即便可以，成本也是十分昂贵的；而衣服这种直接与皮肤接触的应用，就更不可以了。
原始的Vantablack适合生长在熔点高于550℃且含有可忽略的挥发性成分的材料，Vantablack S-VIS的适用范围，则相对更广一些。
目前，Vantablack系列材料仅支持经过验证的公司、教育机构、研究机构或博物馆订购，不支持私人购买。若要在英国以外交货，需要花费大约四周的时间处理出口许可证相关事宜。
Surrey Nanosystem官网：https://www.surreynanosystems.com/
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