如果你是科(ke)幻(huan)迷,一定不會錯過近期播出的《三體》動畫片。
動畫開場即是《三體》第一本書中的高潮“古箏計劃”:用橫跨巴拿馬運河兩岸的五十余根納米材料,將一艘巨輪(lun)切成薄(bo)片。
作為磨具人,首先驚奇(qi)的(de)一定不是其宏大(da)的(de)場面,而是——這納米絲(si)是什么(me)材(cai)質(zhi)的(de)?真的(de)有這么(me)大(da)的(de)強度和鋒利度嗎?
還別說,真的有專業人士去分(fen)析這個“強韌且(qie)堅硬的材料”。
先不說鋒利(li)度(du)(du),首(shou)先強(qiang)度(du)(du)是(shi)個(ge)(ge)問(wen)題。專(zhuan)業人士表示:強(qiang)度(du)(du)是(shi)有化學(xue)鍵(jian)的鍵(jian)能決定的,而不同(tong)的化學(xue)鍵(jian)之間(jian)鍵(jian)能相(xiang)差不大,基本(ben)還在(zai)同(tong)一個(ge)(ge)量(liang)級上。當拿這樣的材料去(qu)切(qie)割其他(ta)材料時,基本(ben)上就是(shi)一個(ge)(ge)化學(xue)鍵(jian)換(huan)一個(ge)(ge)或幾個(ge)(ge)化學(xue)鍵(jian),很快絲線會斷掉(diao)。
所(suo)以最(zui)后的結論是(shi):至(zhi)少(shao)現在(zai)還(huan)造不出來,因為目前還(huan)沒有材料能滿(man)足又(you)超(chao)細(xi)、又(you)超(chao)強的切(qie)割(ge)要求。
雖然(ran)《三(san)體》中(zhong)描(miao)述的(de)(de)“飛刃”在現(xian)實(shi)中(zhong)還(huan)無法(fa)實(shi)現(xian),但(dan)中(zhong)科院(yuan)物理所發(fa)布了(le)一(yi)篇文章,給(gei)了(le)大家一(yi)些合理的(de)(de)思考角度,增進大家對于類(lei)似技術(shu)實(shi)現(xian)的(de)(de)認(ren)識(shi)。
簡單來說是從受力方式(shi)、耐磨(mo)損度和(he)長(chang)度幾個方面討論。
因為(wei)這跟絲線不僅(jin)要高拉伸強度,還可能(neng)承受壓(ya)縮、剪切、扭轉等方式的力(li),而且(qie)受力(li)是多次(ci)的,這樣(yang)納米線的抗疲(pi)勞屬(shu)性要很強。
需(xu)要耐磨(mo)性強是(shi)因(yin)為絲線切割金屬(shu)時(shi)(shi),金屬(shu)也(ye)會對其(qi)表面(mian)形成磨(mo)損,如何能經受長時(shi)(shi)間磨(mo)損依(yi)然(ran)有較好的強度,這對材料的要求十分苛刻。
還(huan)有一個挑戰是絲線的(de)長度(du)。如何確保宏(hong)觀(guan)尺寸的(de)材料(liao)不存在(zai)缺陷,對材料(liao)制備(bei)技術有著(zhu)超高(gao)的(de)要(yao)求。
試(shi)想(xiang)下,如果真有這樣(yang)的切割(ge)材料,大(da)部分切割(ge)磨具(ju)是不(bu)是都要(yao)退出歷史(shi)舞(wu)臺?
但隨著科技的(de)不(bu)斷進步,未來的(de)“科幻”也許會成(cheng)真,而前(qian)提是(shi),磨企們要加(jia)大研發力度啊!