材料科学发展快速 减少资源损耗提高安全

2019年01月19日 责编:小编 来源:UFO发现网
导读 科学发展日新月异,衍生出许多抗压耐高温的材料,运用范围也从日常生活,扩展到航天、医学等各种领域,不但可以减少资源耗损,还能提高使用安全。...
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科学发展日新月异,衍生出许多抗压耐高温的材料,运用范围也从日常生活,扩展到航天、医学等各种领域,不但可以减少资源耗损,还能提高使用安全。

实验开始前,先来欣赏一段展现力与美的高空特技表演。

主持人撒贝宁:我怎么觉得这个绳子好特别,它有一边是......。

主持人尼格买提:宽的。

主持人撒贝宁:类似像包装带一样,很结实的绳子,而另外一边这么细啊!

主持人尼格买提:还有升级,太棒了!配合如此默契而完美,哇啊!

精湛的演出令人为两位特技演员既担心又赞叹,只是眼尖的观众应该看到了,两位演员拉住的绳索,粗细并不一样。

特技演员杨皓翔:尝试一下这个绳的韧度,同时也是科学性的和实验性的更多的认识。

主持人尼格买提:这是一个神奇的材料。

主持人撒贝宁:这个材料其实在我们的现场,还有另外一个应用,我可以给大家展示一下。

主持人尼格买提:这是纤维不仅有韧性和强度,而且它最重要的是防切割,美工刀割而不破,吓死了!

主持人撒贝宁:哼嘿嘿,呵呵呵,没事。

小撒就是爱捉弄人,虚惊一场,却也展现出这种纤维的耐拉伸和抗切割性,它叫做超高分子量聚乙烯纤维。

大陆中科院研究员曹则贤:聚乙烯是这样的,由碳元素和氢元素所组成的分子,我们看在乙烯分子里面,每一个碳原子连接著两个氢原子,那么两个碳原子之间就有两个键,所以说我们管它叫碳碳双键,那么这样一个双键是可以打开的,打开以后相当于每一个碳原子,往外面就悬著一个键,就可以和同样的这样的打开的键,又连在一起了,就相当于把不同的乙烯分子给聚到一起了,所以就叫聚乙烯了。

但这种材料也不是没有断裂的极限,接下来的实验,就是检测用超高分子量聚乙烯纤维的抗拉扯能力,至少需要几根才能维持一辆吊在车架上,总重1.45公吨的汽车,悬在半空超过10秒,三个选项分别是20根、40根和60根,先从数值最小的开始验证。

主持人尼格买提:准备离地,喔!

20根难以达成任务,所以换成数值最大的60根来看看结果。

至于40根的抗拉伸力也不足以承受1.45公吨的重量,这是受力情况先后不一,当其中一根超过临界值之后,断裂的现象会依序传递下去。

大陆中科院研究员曹则贤:这是拉伸长度,这是这根绳子里面应力的话,那么一开始如果拉伸不是特别强的话,那么这个应力和这个绳子是成正比的,而且你把这个力撤了以后呢?这个绳子是可以恢复原状的,但是如果你把这个拉力再增大,进入下面这个阶段的时候,也就是说它过了一个屈服点,就是我屈服了,我认输了,然后你再使劲拉的时候,过了某一个点的时候,它就发生断裂了。

由于这种材料具有许多特性,所以应用范围很广泛,从日常生活到军事科技都占有一席之地。

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