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就在近期,中俄科学家联合研究出了一种能在极寒条件下,仍然能保持机械性能的新型复合化合物,而这种化合物在当前全球各国,可谓是走在了真正的前列,那么其到底有多厉害呢?
中俄联合研发
根据双方公布的信息,这款新型的抗极寒材料,能抵抗最低越-150摄氏度的超低温。然而这种温度在地球几乎不可能达到,我们地球上的温度最低点,是南极大陆的最高峰文森峰,这里是全球最冷的地方,差不多常年保持在-129摄氏度上下。
而宇宙的平均温度为-270摄氏度上下,绝对零度则是-273.15摄氏度,月球黑夜的平均温度则是-150摄氏度上下,也就是说这款抗极寒材料的最低成熟温度,恰好能和月球黑夜的平均温度所匹配。
一般的金属材料,一旦遭遇低温就会脆性断裂,这也就是研发抗极寒材料的主要困难之一。而这种抗极寒材料的原理,实际上就是在金属和金属玻璃化合物的基础之上,开发一种层状复合材料,而这种材料在极低温度下则不会发生脆性断裂。
而是在受到冲击时,尤其是在边界出现裂纹的时候,导致裂纹的尖端发生原子跃迁,从而引起材料在局部强烈加温,加温后的金属实际上不仅不会断裂,甚至还会出现较强的可塑性,抑制裂纹的扩展,这也保证了材料在低温环境下仍然能够保持自身的强度。
这种新型的复合材料,不仅具备良好的低温性能,甚至还非常适宜进行加工改造,其制造技术则是通过不同成分材料间的传统焊接。在具备较强可塑性的情况下,也意味着这款材料在未来还有着较高的改进空间。那么这款材料,可以被应用于哪些领域中?
应用方向
这款抗极寒材料在诸多领域都有着重要作用,比如说航空航天,低温工业以及极地探测等等。在航空航天领域,可以应用于卫星的推进系统,低温燃料的储存罐等等,但是这款材料的特点不仅仅只在于此,其在具备抗极寒能力的同时,还具备着一定的抗辐射性。
辐射可谓是宇宙中的“隐形杀手”,我们在日常生活中能接触到粒子辐射的机会非常少,大多都是在医院进行相关检测的时候才有机会接触,电磁辐射则相对较多一些,但是其强度以宇宙层面而言其实非常的低。
但是在宇宙中,无论是粒子辐射还是电磁辐射的其实都相当的高,对于人体的伤害性也很高。之前大韩航空公司就有一位乘务员因为受到了宇宙辐射,而导致胃癌去世,在地球高空收到宇宙辐射,这个概率比中彩票大奖还要更低,但是终究还是有一定的概率。
而在宇宙探索中,抗辐射就是和抗极寒同等重要的问题了。在抗极寒方面,其实早在这款材料之前,我们人类就已经掌握了另一款相关材料,也就是气凝胶,其也被称为“固态烟”。该材料在1932年就已经被美国化学家发现并且利用,气凝胶也是近三十年来的十大热门科学技术之一。
这玩意隔冷又隔热,所以在太空领域被应用的非常广泛,从宇航服到空间站都能用得着。反制气凝胶虽然能够削减辐射,却做不到完全的防辐射。
所以在空间站和宇航服在做防辐射功能时,实际上就是依靠增加密度和原子序数,做一个多层防护,里面有水,铝板等等进行被动辐射防护,空间站则是加厚外壁。
这样的话宇航服肯定是很重的,但是太空本身就没有重力,倒也无需担心这一点。可是成本的上涨,就比较高了。目前我们国家的太空探索,主要还是围绕着近地轨道,可是未来我们是打算去探索月球,甚至在月球建立长期基地的。
而探索的目的地距离地球越远,运输物资的效率也就越低,毕竟需要携带的燃料增加了。在这种情况下,我们就需要一种相对而言效率更高的防辐射材料,最好还能抗寒抗热,中俄联合研发的新材料或许会成为一个解决问题的新方向。
除了宇宙探索层面之外,在极地探索中,这款新材料也有着相当的作用。而且相对而言,地球环境就友好的多了,毕竟地球的最低温度实,际上也达不到这款抗极寒材料的“抗冻能力”。
那么话说到这,为何我国一定要和外国合作研发这款新材料呢?这种国之重器,难道不应该自己知道就够了吗?
为何选择俄罗斯
从某种程度上来说,我国在抗极寒材料上的技术能力确实谈不上多高,这是因为我国的起步事实上很晚,这是从地理位置上决定的。毕竟我国绝大多数领土都位于温带,少部分则位于亚热带,压根就没有寒带上的国土。
因为无论是冬天还是夏天都相对温暖,所以既没有研发抗极寒材料的必要,也没有研发抗极寒材料的环境。直到我国进入改革开放之后,逐渐的向内打开国门,也向外开启探索。在北极和南极,我国都先后建立了科考站。同时我国也开始迈向太空,展开较大规模的太空探索。
而在这种情况下,我国对抗极寒材料的研究,这才总算是真的提上了日程。但是技术这种东西,从来都不是闭门造车就能搞得出来的,既然比不过人家那就要向其他人虚心求教,我们选择的合作对象,就是俄罗斯。
毕竟这么大一个寒带国家就摆在家门口,技术能力也不差,关系又不错,不合作简直就是浪费!从政治层面和经济层面而言,俄罗斯就是最好的合作对象。“一带一路”概念提出之后,我国和俄罗斯就开启了“冰上丝绸之路”项目,其中有两条重要航道,分别是“西北航道”和“东北航道”。
但是这两条航道都是“冰上航线”,不管是破冰还是抗寒的需求都是存在的,而且这也不是单个国家一方的需求,而是两个国家双方的需求。既然是双方的需求,那就双方一起搞。而且我们提出这个航线的概念,不仅仅只是为了节省航程,同样也是因为沿线有着大量的资源。
主要就是天然气资源,然而俄罗斯北极地区的天然气储量虽多,但是老毛子们却基本上没有在北极开采过天然气。
所以说虽然他们确实有基础,可是对我们也同样存在需求,毕竟他们目前的技术迭代速度和研发能力,比起我国来说就差的太远了。
信息来源:
《中俄科学家研制出抗极寒材料》 光明网
《中俄科学家研制出抗极寒材料》 俄罗斯卫星通讯社