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漫威英雄的武器包含哪些顶级科技属性?

科普生活网 2018-05-15

  作者:王蓉 橘子科普团队  中科院国家纳米科学中心材料学博士生

  审核人:北京工业大学教授于乃功

  漫威宇宙英雄的出现让我们意识到,伴随着现代黑科技的发展,我们身边的人,说不准在下一秒就会变成拯救世界的超级英雄。因为他们的存在,我们愿意相信这个世界依旧充满正义。那么这些英雄到底有哪些顶尖的科技属性呢?我们先从材料学的角度来了解一下吧。

  1 美国队长之盾

  美国队长之盾是一个外表光滑的盘状圆盾,材质是原始亚德曼金属(Proto-Adamantium),具体成分由振金(Vibranium)、铁和某种化学品组成,几乎坚不可摧,能抵抗极端压力、极端温度、辐射、电磁波等。已知可以破坏它的方法是通过“分子重排器”来篡改它的分子连接方式。振金是漫威中的虚构金属(下文几种武器的材料也均为现实科学基础上的合理虚构),来自天上的陨石,是非洲国家瓦坎达的特产资源,漫威宇宙中最坚硬的材质之一。在许多作品中都有出现,其中最著名的是美国队长的盾牌及黑豹的战衣和爪子。

  美国队长之盾还具有完美的空气动力学特征。它能以最小的风阻在空气中运动,并且能保证投掷路线不会偏移。盾牌也有着超强韧性,加上它的自然同心刚度,使其成为完美的投掷物,与实心物体接触它只会损失最小的角动量。使用者通过长期训练后,可以将盾牌抛出击穿目标,也可以控制盾牌经过多点反弹后回到使用者手中。

  

  2.钢铁侠战甲

  钢铁侠的力量与能力来自于他穿着的先进动力装甲。此装甲由原本笨重的铁甲装慢慢进化更新成分子重整排序后的结晶铁,又经磁场强化后覆盖于钛金属等数层其他金属上,形成一个有韧性且又极度坚实能提供极高防御作用的外壳。为了找到合适的材料来制备装甲,斯塔克花费很多时间去研究,最终选用金钛合金。钛是同素异构体,熔点为1668℃,在低于882℃时呈密排六方晶格结构,称为α钛;在882℃以上呈体心立方晶格结构,称为β钛。利用钛的上述两种结构的不同特点,添加适当的合金元素,可使其相变温度及相分含量逐渐改变而得到不同组织的钛合金(titaniumalloys)。金钛合金是用99%金和1%钛制成的合金。色泽接近纯金,熔点大大提高,硬度也大大提高,耐磨耐用,可用于镶嵌宝石。钛合金的密度一般约为4.51克/立方厘米,仅为钢的60%,一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料,可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。

  铁甲装赋予史塔克超人力量及飞行能力,其能量来自多种能源的总和,包括太阳能,电池,以及内建以吸收贝塔粒子为燃料的发电机。铁甲装还可以吸收周遭的能源如热量与动能并转化成电力,甚至可以直接吸收电力来为电池进行充电。铁甲装的操控系统是借由头盔中神经机械学界面读取史塔克的脑波进行运作。斯塔克自行设计的具人工智能操控系统的高科技电脑,利用内部与外部的感应器能提供战略资讯与机甲的即时状态报告。

  

  3.幻视战甲

  幻视是钢铁侠设计的人工智能管家“贾维斯”的升级版本,身体是奥创用再生摇篮制造,并用泛合金作材料,生命来源来自于洛基权杖上的心灵宝石,后来由布鲁斯·班纳和托尼·斯塔克上传贾维斯的意识完成。幻视由太阳能驱动,通过额头的宝石吸收日光,可以产生高热射线;可以飞行;能改变身体密度。大至硬如钻石,可以和雷神较力;小至形如鬼魂,可以穿墙而过,附体别人。

  泛合金是一种罕见的、自然生成的流星矿,它带有能量操纵品质。一位有幸研究过这种物质的科学家认为它源自外太空。在无限战争的幸存者与斯巴达帝国交战过程中,马维尔船长无意中证实了这一猜想是对的。斯巴达帝国为了重建飞船而恶意开采这种金属物质,结果给地球以及地球上的游牧民族造成了巨大的污染。

  

  4. 奥创

  皮姆所创造的机器人,不死之身,不断自我升级,浑身埃德曼合金打造,威力无穷,具有单挑复联的实力。埃德曼金属的硬度和熔点都要高于雷神之锤,埃德曼合金具有自我稳定原子结构的的能力,使得奥创有着惊人的自愈能力。电影中为以外星的天外陨石成分混入碳合金里形成不可被摧毁、已知地球上最坚硬的金属。在制作过程中,必须保持1500华氏度,在这个温度下,埃德曼合金可以被改造成任意的造型,但一旦成型,在通常情况下无法破坏和摧毁,甚至连改变形状都难以做到,除了万磁王以外。埃德曼合金的坚硬程度比队长盾的材料振金的硬度强很多,尽管现实中是无法做到的,因为美国队长的振金盾牌具有吸收动能的特性,所以无法破坏盾牌。

  

  5. 雷神之锤

  雷神之锤的锤头是灰色方形。是矮人用乌鲁神钢造的,乌鲁是高度不可锻造的金属,想要锻造必须以太阳为火炉,或者施加魔法。雷神的锤子曾经敲碎过队长的盾牌,所以乌鲁金属的硬度要比钛合金更强。乌鲁是仙宫里的金属矿物,它外形像石头,但它有金属特性。乌鲁不仅容易附魔,也能像海绵一样吸收魔法,还能提高持有者对魔法的亲和力。

  

  6. 神盾局天空母舰

  天空母舰的隐形功能是一大亮点。它升空后,可以打开表面覆盖的反射板,使人肉眼对其不可见。这种科技同样适用于母舰上的其它交通工具,比如昆式战斗机。从原理上来说,隐形战斗机的隐形并不是让我们的肉眼都看不到,它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。

  现实中,隐形飞机最重要的两种技术是形状和材料。首先,隐形飞机的外形上避免使用大而垂直的垂直面,最好采用凹面,这样可以使散射的信号偏离试图接收它的雷达。其次,隐形飞机采用非金属材料或者雷达吸波材料,吸收掉而不是反射掉来自雷达的能量。运用最新的材料,隐形飞机在雷达上反射的能量几乎能够做到和一只麻雀的反射能量相同,仅仅通过雷达就想分辨出隐形飞机是非常困难的。

  

责任编辑:王超

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