Ultra-svart

Ultra-svart är en av de mörkaste nyanserna av färgen svart . Ett ultrasvart ämne definieras som att det reflekterar mindre än 0,5 % av ljuset som träffar dess yta. Denna färg är en del av den naturliga färgen hos vissa arter av paradisfåglar , fjärilar och fiskar, och ultrasvarta komponenter används i teleskop, kameror och solpaneler för att förbättra effektiviteten av ljusfångst.

Upptäckt i fiskar

Det första registrerade exemplet på att ultrasvart färgning upptäcktes hos en fiskart inträffade 2020, när en grupp forskare undersökte fiskar som fångats i trålar under forskningskryssningar i Monterey Bay, Kalifornien och Mexikanska golfen. Totalt 16 av de 18 arter som fångats i dessa trålar visade sig ha skinn som reflekterade mindre än 0,5 % av ljuset som träffade den och som därmed kunde betecknas som ultrasvart. Exemplaret med det mörkaste skinnet, en marulk som tillhör släktet Oneirodes , band också vissa arter av paradisfåglar med det mörkaste pigmentet hos något djur, och reflekterade endast 0,044 % av ljuset som träffade det. Denna ultrasvarta hud kan tjäna flera syften beroende på biologin, föredragna födokällor och rovdjur för varje art. Även om de flesta av dessa arter sannolikt använder denna färg som kamouflage för att gömma sig från rovdjur, kan vissa av dem, inklusive fiskar som lockar till sig byten med självlysande beten som Astronesthes micropogon och Oneirodes sp., potentiellt använda ultrasvart skinn för att fånga byten ovetande och förhindra dem. från att ses i ljuset från sina egna beten. I vissa fall kan ultrasvart skinn också tjäna till att blockera ljus som fisken inte vill avge, med ultrasvart skinn över tarmen som potentiellt blockerar ljus som sänds ut av självlysande bytesdjur medan det smälts.

Mekanism

Den ultrasvarta färgen på dessa djuphavsfiskar beror på ett pigment som kallas melanin , samma pigment som ger människohuden sin färg, och anledningen till att huden på dessa fiskar är så mycket mörkare än mänsklig hud beror på både mängden av melanin närvarande och arrangemang av melanin. Huden på djuphavsfiskarna innehåller ett lager fyllt med små organeller som kallas melanosomer som innehåller melanin, och hos dessa fiskar är melanosomerna både större och rikligare än hos andra djur, med väldigt få luckor som resulterar i ett fast lager av pigment. Den höga koncentrationen av pigmentet förstärks av att melanosomerna är inriktade på ett sätt som sprider inkommande ljus i sidled till andra melanosomer istället för att reflektera det direkt tillbaka, vilket i sin tur ökar mängden pigment som ljuset träffar innan det reflekteras ut ur fiskarna. ' hud, vilket i slutändan minskar mängden ljus som fiskarna avger. Detta har en betydande effekt på att minska fiskarnas synlighet, och man uppskattar att en minskning av mängden ljus som en djuphavsfisk reflekterar från 2 % till 0,05 % minskar avståndet från vilket fisken kan ses med 84 %. Det som gör dessa fiskar unika från andra djur som har ultrasvart färg som fjärilar och paradisfåglar är att dessa djur har strukturer som fångar ljus och riktar det in i melaninet i huden, medan fiskarna inte har dessa strukturer och förlita sig enbart på pigmentet i deras melanosomer för att absorbera inkommande ljus. Att kunna reproducera mekanismen som dessa fiskar använder för att absorbera ljus har industriella tillämpningar eftersom de ultrasvarta produkterna människor gör använder kolnanorör , som är mycket känsliga, för att fånga ljus och att kunna ersätta dessa nanorör med ett pigmentbaserat system skulle förbättras. hållbarheten hos nuvarande produkter och öppnar dörren för nya applikationer.