高科技资料让你领有超才能:可隐形和变形

在影片《新神奇四侠》中,四位男女配角在太空穿梭后,领有了神奇的超才能。科学家表现,借助将来新研发的高科技资料,人类将在事实生涯中领有这些超才能。  在影片《新神奇四侠》中,四位男女配角在穿梭后,领有了神奇的超才能。科学家表现,借助将来新研发的高资料,人类将在事实生涯中领有这些超才能。
碳纳米管的硬度是钢的100倍,比人类的头发还细微10000倍。科学家表现,将碳纳米管织入衣服中,将可制成硬度超高的石头人服。  碳纳米管的硬度是钢的100倍,比人类的头发还细微10000倍。科学家表现,将碳纳米管织入衣服中,将可制成硬度超高的石头人服。

  新浪讯 北京时间9月4日消息,据国外媒体报道,随着《新神奇四侠》电影在全球各地上映热播,影片中四位男女配角令人咋舌的超才能再次成为科幻爱好者热议的话题。洛克希德-马丁公司科学家们表现得兴致勃勃,聚焦研讨如何经由,在事实生涯中复制这些超才能。显然,在事实生涯中,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梭变形。洛克希德-马丁公司认为,普通人要具有超才能,只能借助高资料。科学家描绘了一幅变身神奇老师的蓝图:自修复式弹性聚合物能够令人像神奇老师一样,任意延伸、扭曲,变幻外形;反光资料能够令人像隐形女一样,领有隐身的才能;硬度是钢100倍的碳纳米管,能够让人像石头人一般力大无穷;耐低温资料能够保护人在轰隆火的火焰下毫发无损。

  神奇老师:伸缩技巧

  在资料计划上,伸缩性指的是可自修复,或可重构的才能。在没有人类干涉的情况下,自修复资料可经由重组化学键或使用病毒,实现损伤部位的自修复。事实上,这类资料现在已被应用于诸如自愈合混凝土等范畴,将来或将被应用于海军舰只上的防腐涂料中。可重构资料则能在差别环境下可转变自身属性。从微观尺度上看,经由吸收或放射能量,个体分子键可具有可逆的变形才能。聚合资料能够实现宏观形态变化,例如,放置于光或电荷下,聚合物可自动卷缩或伸展。

  洛克希德-马丁公司资料专家安娜-保尔森说:“在事实世界中,咱们能够设想在飞机或汽车计划中,研发应用可重构元素。如今,飞机机翼的形态是固定的,但是在差别飞行阶段中,如滑行、起飞、降落等,理想的机翼外形应该所有差别。如果在计划中应用到可重构资料,飞机就可在飞行中优化机翼外形,提高航空燃油的应用率。”尽管应用高资料变身降落伞或蹦床的想法听上去有些荒诞,不外美国宇航局已受该范畴研讨的启发,摸索开发弹性飞机机翼。

  隐形女:隐形技巧

  要令物体消失于无形,须要科学家致力于图案与光芒的研讨。隐形资料有着特殊的图案,且具有传导与隔绝元件,能管理物体周围的电磁辐射。在隐形资料范畴,科学家面临着三大挑战:转变这些图案的大小、把持三维光芒,以及计划适合多波长的图案。保尔森说:“从物理学角度来看,克服这些困难是可行的。现在,咱们已经模拟出具有这些必要属性的图案。如今,研讨人员正在研发新技巧,制造三维纳米级图案,能够用来把持三维的光芒。”

  很显然,成为一名隐形超级英雄很具诱惑力,将来在咱们的日常生涯中,隐形技巧将在美学范畴大显身手,例如,将具有隐形特征的建筑资料应用于电力线,或许纽约帝国大厦顶部的护栏。此外,隐形资料的应用范畴还有高速计算机中的光学处理器,以及高能天线中的天线资料。

  石头人:超高硬度

  要令人具有超高硬度,须要着眼于分子级的科学原理研讨。纳米技巧就是一种纳米级的物质把持技巧,分子级介于1到100纳米之间,或百万分之一毫米。应用纳米技巧,人们能够转变单个原子和分子,从而转变物质的物理、化学、生物以及光学属性。碳是纳米技巧应用的最佳原资料之一,如石墨烯就是一种由碳原子构成的二维碳资料。石墨烯的晶格是由六个碳原子围成的六边形,厚度为一个原子层。碳原子之间结合紧密,使得石墨烯领有极其优异的力学性质和构造刚性——由石墨烯制成的资料具有难以置信的硬度,耐腐蚀、耐低温、耐高压。现在,科学家正致力于研讨石墨烯资料,以期应用于电子显示屏和医学设备。同时,对在石墨烯片上钻孔的可能性研讨,将令科学家能够解决一些新,如纯净饮用水和电源管理。

  纳米技巧还带来了碳纳米管的开发应用。碳纳米管作为一维纳米资料,重量轻体积小,六边形构造连接完美,具有许多异常的力学、电学和化学性能——硬度是钢的100倍,且比人的头发细微10000倍。洛克希德-马丁公司研讨专家米歇尔-梅恩霍德称:“正是这些碳原子之间完美的连接构造,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,一旦碳纳米管具有了节能属性,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资料等消费品中。然而,大规模生产植入碳纳米管的资料构造现在存在很多局限性,其中最大的局限性在于大规模增加碳纳米管长度。

  现在,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。保尔森说:“一旦研制成数米长的碳纳米管,咱们就能将其应用于超轻汽车的计划中。由于碳纳米管只在单一方向上具有高硬度,在汽车计划中需多个方向将其组合起来,以使汽车领有良好的抗震性。”现在,科学家正在研讨将大量碳纳米管绞缠起来,生产出一种超硬度的轻质面料。有了石头人的套装,人人都是超级大力士。

  轰隆火:耐热技巧

  应用热力学原理的高科技资料,因其分子键特征能够抵抗超低温度。总体上来说,越坚硬有力的资料就具有越高的熔点。而要作为一种保护屏障,这种资料还必须具有弱导热性。举个例子,一辆车(或许一个超人)要以超音速速度移动,就须要使用这种超耐资料,耐得住3000华氏度(约合1648摄氏度)的低温。

  借助这种耐热资料,咱们能够改进飞船计划,使其能够进入更遥远的,或许摸索更炽热的星体——如太阳表面。洛克希德-马丁公司热力学家迈克尔-斯多克表现:“当然,摸索未知低温太空世界,在现在来看仍然是一个巨大挑战,因为这些地方还存在高压和辐射。不外,咱们能够计划研发高级动力系统,让飞船在躲避太空中的危险区域的同时将其带入恒星上。”

  轰隆火领有把持火的才能,能够用火包裹住身体并发动攻击。对咱们普通人而言,耐热资料可能只会在安全防火范畴中一显身手。此外,耐低温资料还将被应用于超高效率发动机中,实现燃油消耗的减半。(彬彬)

 

转载自:https://tech.sina.com.cn/d/i/2015-09-04/doc-ifxhqhui4799753.shtml

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