05.31 英雄的助力,“復仇者聯盟“裡面的金屬材料你知道多少?

英雄的助力,“復仇者聯盟“裡面的金屬材料你知道多少?

說起漫威裡面的材料,首先想起的自然是渾身金屬感的鋼鐵俠,犀利的眼神,帥的一批的鎧甲,以及它紅黃國旗色的配色讓無數中國觀眾印象深刻。

這套氪金閃閃的戰甲,由鋼鐵俠親自設計打造,賦予了他超人的力量,超強耐力,飛行能力與多種打擊能力,戰衣還可以吸收周圍的能源,如將熱量與動能轉換為電力。

託尼本人就是個智商爆表的人形充電寶(戰五渣),他所有的戰鬥力都凝聚在他研發的那身裝甲上,唯有人甲一體的時候託尼才是真正的鋼鐵俠。估計有不少人都像我一樣好奇過,這些戰甲究竟是用什麼做的?

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從mk3(第三代裝甲)以後,小鋼同學的裝甲基本都是用金鈦合金(gold-titanium alloy)打造的。

這種合金強度大質量輕,雖強度硬度不及振金和艾德曼合金,但貴在易獲得易加工,只要砸錢就能大量購入研發生產戰甲(而恰好對於託尼來說,錢最不成問題)。而且鋼鐵俠和雷神大戰的場景也證明了:經過一定的結構設計之後的金鈦合金裝甲強度也的確足夠應付大多數狀況了。

在復聯3中出現的新戰甲mk50更是用上了納米組裝技術,這使得託尼能把裝甲隨時攜帶在身上,同時也讓裝甲能在戰鬥中自由變換形態以應對各種戰況。

提了小鋼同學的高級戰甲,我們又怎麼能不提提他的“親兒子‘’小蜘蛛人呢!在復聯2裡,託尼就曾給小蜘蛛造過一套帥氣的高性能戰衣。

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而到了復聯3裡小蜘蛛的戰衣得到了全面的升級:通體由納米複合材料纖維製成,不但能滑翔、能無限吐絲把你射爆,背後還長出4條威武霸氣但不知能有多大用的大長腿。

複合材料由於其優良的綜合性能,特別是其性能的可設計性被廣泛應用於航空航天、國防、交通、體育等領域,納米複合材料則是其中最具吸引力的部分,近年來發展很快,世界發達國家新材料發展的戰略都把納米複合材料的發展放到重要的位置。該研究方向主要包括納米聚合物基複合材料、納米碳管功能複合材料、納米鎢銅複合材料。

在納米聚合物基複合材料方面,主要採用同向雙螺桿擠出方法分散納米粉體,分散水平達到納米級,得到了性能符合設計要求的納米複合材料。我們製備的納米蒙脫土/PA6複合材料中,納米蒙脫土的層間距為1.96nm,處於國內同類材料的領先水平(中國科學院為1.5~1.7nm),蒙脫土複合到尼龍基體中後完全剝離成納米複合材料為厚度1~1.5nm的納米微粒,其複合材料的耐溫性能、阻隔性能、抗吸水性能均非常優秀,此材料已經實現了產業化;正在開發的納米TiO2/聚丙烯複合材料具有優良的抗菌效果,納米TiO2粉體在聚丙烯中分散達到60nm以下,此項技術正在申報發明專利。

說完現實存在的,接下來我們就說說漫威世界虛構的超級材料——振金和艾德曼合金。

振金是一種貫穿於整個漫威英雄系列的,極為稀有且性能極為強大的金屬材料。一種來自隕石的材料。振金不是元素週期表上的元素,因為它不像所有高相對原子質量的金屬元素那樣具備輻射性(所有新發現的元素必須擁有比現有的元素更高的相對原子質量)。振金的電子不會移動,意味著振金的原子永遠恆定在絕對零度。原子結構上的缺乏運動,意味著振金從根源上就不具備傳導力/能量的條件,這一性質使得振金是漫威宇宙中最穩定的,耐操的物質,目前已知的唯一來源就是百萬年前墜落於非洲瓦坎達國境內的一塊巨大太空隕石。瓦坎達藉助這一“土產”也逐漸成了一個黑科技爆炸的超級國家,而小黑豹也就就地取材給自己打造了一套高端大氣不輸檔次的肌肉套裝。

《黑豹》結尾雙豹大戰中,兩人都穿上振金戰甲,對戰的主要方式也就是互撓。

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除了黑豹的一身裝備之外,振金還當擔了《復聯3》中,美隊的新盾牌。

《復聯3》

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除了美隊的盾牌,還有圖巴基的麒麟臂也是振金製作。

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至於艾德曼合金嘛,可以說是振金的一類衍生物,其硬度和密度比振金高,根據品質不同可分為很多等級。艾德曼金屬是人造的,幾乎是宇宙中最堅硬的物質,用艾德曼金屬製成的刀片甚至是可以切割目前所有已知的物質。艾德曼金屬最開始是無意中被髮明出來的,美國隊長的盾就是艾德曼金屬製成的。

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但是那時候還不完全穩定,還是屬於原始艾德曼金屬,而美隊的盾應該是無意中製成的,所以是絕版。而之後麥克萊恩複製了該公式,去除了振金,形成了真正的艾德曼金屬。而因為艾德曼金屬實在是太昂貴了,所以後來進行了改良,以質量和韌性為代價,被稱之為次艾德曼金屬。

而後,麥倫博士不斷地嘗試複製這次意外之喜,並最終在極低溫下將振金和一種神秘物質融合做出了真艾德曼合金,之後又被人拿去植入了金剛狼體內,變成狼叔的金屬骨架和小鋼爪。

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真艾德曼合金的強度和硬度在原始合金之上,而且可以被複制,因而成了眾多不法商販、科學家研究的對象。但由於其製造的工藝極為困難和昂貴,後人便發明更廉價的方法來複制它,而代價就是損失了一定的品質和硬度(但硬度依舊比振金高),這類複製品則被稱為次艾德曼合金。艾德曼合金由於其可複製性,大量的出現在漫威大大小小的影視作品中,最為典型的例子就是:《蜘蛛俠2》中章魚博士的四條機械臂,《金剛狼3》中勞拉的鋼爪,《復聯2》大反派奧創的金屬外殼,已及《黑豹》中巴基的戰衣。

除了振金和艾德曼合金,還有一種小眾金屬就是卡本納合金(又被稱為碳鈉鋼)。這種金屬是毛子弄出來的,是一種輻射金屬,這種合金雖然沒有艾德曼金屬堅硬,但是有非常好的延展性,而且相對於艾德曼金屬,碳鈉鋼更加的便宜。

最著名的就是死侍的刀,相信大家也知道,死侍的刀能抑制自愈因子,這也是碳鈉鋼的一個特性,能夠抑制自愈因子。

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說完以上那些人類能夠理解並運用的東西,接下來我們就來說說我們“愚蠢的人類”壓根沒法去認知的——神器。在漫威系列電影中,最為大家熟知的神器,莫過於咱們魁梧的雷神托爾大爺手上的,那把短小可愛的喵喵錘了。

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所謂神器者,渾身皆是神蹟——神器使用的材料:即將湮滅的恆星內核;神器的性能:一切形體攻擊都沒辦法破壞,且帶有一些神奇的能力(例如喵喵錘就能召喚閃電);製作方式:從復聯3中得知,極為類似於我們傳統的鑄造……只不過使用的能源是星球能量。總言之,神器身上一切不能用人類的認知去解釋的東西,我們都可以讚頌為“神力”——神仙的世界裡不需要科學。

只是看似無堅不摧的錘子在雷神三里面被他親姐空手......空手奪白刃了。

然後就碎成渣了......

其實,“漫威再強也打不過我們的現實”的。

那些漫威裡面看似無堅不摧的超級材料其實並沒有我們想象的那牛逼,縱觀人類的材料歷史的發展,從新石器時代到青銅時代再到鋼鐵時代,以及我們如今形形色色的新材料時代,人類對於材料探索的腳步從未停過,材料的發展進步直接導致生產工具的變革,進一步推動生產力的發展和生產關係的調整,當現實社會的生產力飛躍式地發展到一定水平,繼而產生的新的需求又會促進人類對新型材料的探索。

但是作為一種源於現實基礎的合理想象,漫威裡面的虛幻材料在一定程度上給新材料發展指明的道路,沒有想不到,只有做不到,雖然超級英雄的武器原材料大都來自目前遠不可能到達的地方,但是它也給材料研究者以啟迪:新型材料必須在耐熱性能,延展性能以及材料強度上尋找突破,萬一有一天,無堅不摧的武器就能從科幻變成現實呢!


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