春節期間，刷爆朋友圈的大片《流浪地球》票房一路飆升，相信不少粉絲也大過科幻癮。該片根據劉慈欣同名小說改編，講述了在不久的將來太陽即將毀滅，太陽系已經不適合人類生存，而面對絕境，人類將開啟“流浪地球”計劃，試圖帶著地球一起逃離太陽系，尋找人類新家園的故事。
作為國產科幻大片，憑藉著精彩的故事情節，震撼的畫面和音效，這部影片票房逆襲奪冠。
現在還沉浸在宏大場面聲光大宴中的您，是時候瞭解一下影片相關的這些化學知識了——
何為氦閃？
根據影片中所述，人類之所以要逃離太陽，是因為太陽即將爆發“氦閃”。那麼何為“氦閃”？
據百度百科介紹，氦閃是在中等質量恆星的核心，或是白矮星表面堆積的氦突然開始的核聚變。它是簡併態物質自然引發的爆炸。好吧，小編也沒看明白，簡而言之，太陽的工作機理是這樣的——
太陽中所蘊含的元素包括90%的氫，還有氦和少量較重的元素。在太陽的核心（其體積不足太陽的2%，質量卻超過了太陽的一半）處，氫原子核（也就是質子）在1500萬度的高溫下和極高的壓力下，快速移動，相互猛烈撞擊、融合，形成了氦，太陽便是從此過程中獲取的能量，發出光和熱的，就是如下這個方程式——
當越來越多的氦堆積在太陽內部，太陽富含氫的核心就轉變為富含氦的核心，不斷升高的溫度下，內核積聚的氦被“點燃”，就會發生由氦劇變成碳的核反應，在短時間內釋放出巨大能量，這種現象被稱為“氦閃”。
氫能利用受到重視
原來，能發生“氦閃”，源頭是氫。現實世界中，氫能的利用越來越受到重視。我國每年生產氫氣2000多萬噸，已連續多年位居世界第一。氫氣製備包括多種途徑：化工原料制氫，即通過甲醇、乙醇、液氨等原料分解制氫；石化原料制氫，即使用石油、煤炭、天然氣等資源和水蒸汽反應；電解水制氫，即通過電解水分解為氫氣和氧氣，可利用太陽能和風能發電降低CO2排放。
雖然我國氫氣產量超過全球1/3，目前氫氣基本作為化工原料，作為能源使用尚未形成規模。
氫氣的應用目前主要集中於五個方面：
一是交通。
二是發電。
三是建築的熱電聯供。
四是高質量的熱源。
五是基本化工原料。
我國在燃料電池商用車領域取得的成績已引起全球關注。 受國家和地方政府的政策鼓勵，國內氫能產業步入爆發期，多地宣佈上馬氫能項目，大力發展燃料電池車，佈局氫能產業鏈。
太空宇航服中的化工新材料
太空處於真空狀態，沒有大氣層的保護，溫度變化很大，太陽照射時溫度可高於100℃，無陽光時溫度可低於－200℃，同時存在各種能傷害人體的輻射。為保障航天員在出艙活動中能安全、健康和有效地完成任務，宇航服需要特殊設計，必須具備獨立的運作系統，保證航天員離開太空船也能有氣、液、電的供給，保證他的生存、工作和通訊。化工新材料在這方面大有用武之地。
為了應對極端變化的溫度，大多數航天服都會用許多層纖維去隔熱，並再用能夠反射光的布料覆蓋著最外層。
1961年，近代航天服問世。美國人阿侖·謝潑德所用的宇航服內層是塗有氯丁橡膠的尼龍，外層是鍍鋁尼龍，手肘、膝蓋等關節部位縫入纖維切割線以增加靈活性。後來改用壓力氣囊和內部網狀襯裡，在封入空氣壓的壓力囊外蒙上了一層用特氟龍混紡材料織成的網，即使空氣壓使航天服整體膨脹也容易彎曲，這就使衣服在加壓狀態下也能保持相對靈活，具有極佳的運動性。
目前，最先進的航天服材料，在兩層聚氨酯之間夾著厚厚的一層聚合物膠體。如果聚氨酯層出現破損，膠體就在破損部位滲出、凝固，自動將漏洞堵上。
為飛行器減重的碳纖維
《流浪地球》中各色各樣的飛行器讓觀眾大開眼界，如何讓這些飛行器能量供給有限的情況下多堅持一會兒？為飛行器減重至關重要，碳纖維複合材料就派上用場了！
但目前我國碳纖維及其複合材料在航天航空領域的應用佔比與全球20%的平均水平相比偏低。從國內來看，碳纖維及其複合材料在航天領域應用比較多。航天固體火箭發動機已經實現複合材料化，衛星85%以上是用複合材料，飛船、導彈彈體基本都是複合材料。國內航空領域的無人機、直升機、商用飛機、公務機的數量不斷增加，碳纖維複合材料在這些領域的用量會逐漸上升。在C919上，複合材料用量已實現了一定的突破，達到12%左右，應用於平尾、垂尾、後機身等重要部位。殲擊機與直升機等的複合材料用量也在不斷增加，但仍有較大提升空間。
雖然進入新世紀，我國碳纖維產業面貌日新月異，但與日美髮達國家相比，仍存在不小的差距。推動碳纖維及複合材料產品和應用創新從跟隨走向引領，需要跨越以下幾道門檻：
01 | 產不足需，規模化水平有限
碳纖維雖然國內產能超過萬噸，但產量不足，初步看僅有兩三千噸。以2016年為例，國內需求在兩萬噸左右，佔世界的1/4左右。供應缺口明顯，規模化水平有待提升。
02 | 成本高
由於許多碳纖維企業的設備，例如聚合爐、氧化爐、低溫碳化、高溫碳化或者石墨化設備等，目前仍然依賴進口；用量較少，開工率低，必然促使成本高。
03 | 下游局面未打開
要打破此種局面，關鍵是要解決碳纖維及其複合材料如何應用的問題。要會用、敢用、好用、多用。
用化工視角來看大片，一定有不一樣的感受吧！
作為化工人，您看懂《流浪地球》了嗎？
內容來源：中國化工信息週刊 官方微信 （更多化工信息請關注微信號：CCN-weekly）
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