【新浪科技综合】深海生存方案：当一条比黑更黑的鱼新浪科技综合2020-07-22 11:02:280阅
【【新浪科技综合】深海生存方案：当一条比黑更黑的鱼新浪科技综合2020-07-22 11:02:280阅】来源：果壳
如何在黑暗无光的深海里生存？一种方案：拥有比黑更黑的皮肤 。
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图1/5一种“超黑鱼” 穴口奇棘鱼（<em>Idiacanthus antrostomus</em>）| Karen Osborn ，Smithsonian “超黑鱼”
只有不到 1% 的阳光 ， 能够照射到超过 200 米的深海里；这里除了发光生物 ， 几乎一片漆黑 。 为了在深海里隐身、不被捕食者或猎物发现 ， 一些鱼会演化出“超黑”的皮肤——这是目前已知的最黑的几种材料之一 。
例如 ， 梦角????属（Oneirodes）的一种鱼 ， 对光的反射率只有 0.051%。 这比普通黑纸 10% 的反射率低得多 ， 而目前最黑的合成材料（垂直排列的碳纳米管） ， 对光的反射率则为 0.045% 。
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图2/5另一种“超黑鱼”角高体金眼鲷（<em>Anoplogaster cornuta</em>） ， 在普通条件下拍摄出来就是黑漆漆一条鱼（右图）| Karen Osborn ，Smithsonian 在最近的《当代生物学》期刊上 ， 来自美国国立自然历史博物馆和杜克大学的科学家找到了 18 种“超黑”的鱼 ， 梦角????属的这种鱼是其中最黑的 。 这 18 种鱼的皮肤 ， 对整个可见光波段的平均吸收率超过 98.96%；对深海中存留最多的 480nm 光线 ， 有超过 99.4% 的吸收率 。
皮肤中的黑素体
之前在鸟类、蝴蝶、蜘蛛等动物上也发现了超黑表面 ， 它们多是通过角蛋白或甲壳素 ， 在表面形成了特殊的结构 。 这些鱼则不同 ， 它们仅仅依靠皮肤中黑素体的排列 ， 就实现了超黑 。
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图3/5一些雄性极乐鸟也有着超黑的羽毛 | Ed Scholes黑素体是一种含有黑色素的细胞器 。 科学家使用电子显微镜对 9 种超黑鱼的皮肤进行观察 ， 发现它们的皮肤中都有一层密密麻麻堆积的黑素体；而且 ， 经过与模型的对比 ， 研究者发现 ， 这些黑素体的排列方式与最优状态非常接近 ， 从而达到了极低的反射率 。 具体来说有以下两点特征：
1）根据模型 ， 当黑素体的等效直径为 600~800nm、长宽比为 2 时 ， 黑素体层对光有最低的反射率 。 而这些超黑鱼的黑素体 ， 等效直径为 612nm ， 长宽比平均为 2.1 。
2）当黑素体层厚度增加时 ， 反射率会快速衰减；但当厚度增加到 7μm 以上时 ， 受限于最表层的反光 ， 反射率则将不再继续降低 。 而超黑鱼的黑素体层 ， 平均厚度约为 8μm 。
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图4/5研究中用到的另一种“超黑鱼” 厚头犀孔鲷（Poromitra crassiceps）| Karen Osborn ，Smithsonian 模仿这种“鱼中黑洞”的皮肤 ， 人们可能开发出更便宜、灵活和耐用的超黑材料 ， 应用于光学设施、军事制造等 ， 可以防止反射光对性能造成影响 。
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图5/5
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