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随着《新神奇四侠》电影在全球各地上映热播,影片中四位男女主角令人咋舌的超能力再次成为科幻爱好者热议的话题。洛克希德·马丁公司科学家们聚焦研究如何通过科技创新,在现实生活中复制这些超能力。
在现实生活中,人们不会像电影剧情那样遭遇宇宙射线辐射而发生变异,也不会在严酷的宇宙空间中穿越变形。美国洛克希德·马丁公司认为,普通人要具备超能力,只能借助高科技材料。
科学家为我们描绘了一幅这样的蓝图:自修复式弹性聚合物可以令人像神奇先生一样,任意延伸、扭曲,变幻形状;反光材料可以让人像隐形女一样,拥有隐身的能力;硬度是钢100倍的碳纳米管,可以让人像石头人一般力大无穷;耐高温材料可以保护人在霹雳火的火焰下毫发无损。
神奇先生:伸缩技术
在材料设计上,伸缩性指的是可自修复、或可重构的能力。在没有人类干涉的情况下,自修复材料可通过重组化学键或使用病毒,实现损伤部位的自修复。事实上,这类材料目前已被应用于诸如自愈合混凝土等领域,未来或将被应用于海军舰只上的防腐涂料中。
纳米技术还带来了碳纳米管的开发应用。碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,体积小,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学、电学和化学性能——硬度是钢的100倍,且比人的头发纤细10000倍。洛克希德·马丁公司研究专家米歇尔·梅恩霍德称,正是这些碳原子之间完美的连接结构,才使得碳纳米管硬度超强。现在,碳纳米管应用可见于“朱诺”号飞船的建造。
在不久的将来,一旦碳纳米管具备了节能属性,将可被广泛应用于长寿命锂电池、1TB闪存、智能电话的化学传感器、织入衣服的电子布线,以及高硬度轻质复合材料等消费品中。然而,大规模生产植入碳纳米管的材料结构目前存在很多局限性,其中最大的局限性在于大规模增加碳纳米管长度。
此外,碳纳米管研发还处于实验室阶段,研制的所谓“微型碳纳米管森林”也仅长几厘米。保尔森表示,一旦研制成数米长的碳纳米管,他们就能将其应用于超轻汽车的设计中,但由于碳纳米管只在单一方向上具有高硬度,所以在汽车设计中需多个方向将其组合起来,以使汽车拥有良好的抗震性。
目前,科学家正在研究将大量碳纳米管绞缠起来,以生产出一种超硬度的轻质面料。未来,有了石头人那样的套装后,也许人人都能变成超级大力士。
霹雳火:耐热技术
总体上来说,越坚硬有力的材料就具有越高的熔点。应用热力学原理的高科技材料,因其分子键特性可以抵抗超高温度,而要成为一种保护屏障,这种材料还必须具备弱导热性。如,一辆车(一个超人)要以超音速速度移动,就需要使用这种超耐材料,需耐得住3000华氏度(约合1648℃)的高温。
在现实生活中,人们不会像电影剧情那样遭遇宇宙射线辐射而发生变异,也不会在严酷的宇宙空间中穿越变形。美国洛克希德·马丁公司认为,普通人要具备超能力,只能借助高科技材料。
科学家为我们描绘了一幅这样的蓝图:自修复式弹性聚合物可以令人像神奇先生一样,任意延伸、扭曲,变幻形状;反光材料可以让人像隐形女一样,拥有隐身的能力;硬度是钢100倍的碳纳米管,可以让人像石头人一般力大无穷;耐高温材料可以保护人在霹雳火的火焰下毫发无损。
神奇先生:伸缩技术
在材料设计上,伸缩性指的是可自修复、或可重构的能力。在没有人类干涉的情况下,自修复材料可通过重组化学键或使用病毒,实现损伤部位的自修复。事实上,这类材料目前已被应用于诸如自愈合混凝土等领域,未来或将被应用于海军舰只上的防腐涂料中。
纳米技术还带来了碳纳米管的开发应用。碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,体积小,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学、电学和化学性能——硬度是钢的100倍,且比人的头发纤细10000倍。洛克希德·马丁公司研究专家米歇尔·梅恩霍德称,正是这些碳原子之间完美的连接结构,才使得碳纳米管硬度超强。现在,碳纳米管应用可见于“朱诺”号飞船的建造。
在不久的将来,一旦碳纳米管具备了节能属性,将可被广泛应用于长寿命锂电池、1TB闪存、智能电话的化学传感器、织入衣服的电子布线,以及高硬度轻质复合材料等消费品中。然而,大规模生产植入碳纳米管的材料结构目前存在很多局限性,其中最大的局限性在于大规模增加碳纳米管长度。
此外,碳纳米管研发还处于实验室阶段,研制的所谓“微型碳纳米管森林”也仅长几厘米。保尔森表示,一旦研制成数米长的碳纳米管,他们就能将其应用于超轻汽车的设计中,但由于碳纳米管只在单一方向上具有高硬度,所以在汽车设计中需多个方向将其组合起来,以使汽车拥有良好的抗震性。
目前,科学家正在研究将大量碳纳米管绞缠起来,以生产出一种超硬度的轻质面料。未来,有了石头人那样的套装后,也许人人都能变成超级大力士。
霹雳火:耐热技术
总体上来说,越坚硬有力的材料就具有越高的熔点。应用热力学原理的高科技材料,因其分子键特性可以抵抗超高温度,而要成为一种保护屏障,这种材料还必须具备弱导热性。如,一辆车(一个超人)要以超音速速度移动,就需要使用这种超耐材料,需耐得住3000华氏度(约合1648℃)的高温。