陈启明的地下秘密实验室加工厂内,陈启明忙碌的身影在不同区域不同实验室内穿梭着。
经过长期学习,陈启明简直遇到了灵感大爆炸,对于一级文明的全领域相关材料研发,都如火如荼地进行着。
比如,针对太空电梯,陈启明研发了拓扑锁合碳炔-纳米管复合体。
这不仅仅是碳纳米管。陈启明设计了一种“双重同轴”结构。
核心层是单原子链碳炔。这是蓝星中理论强度超高的物质,强度能比普通的钢强200倍,比钻石强40倍,但极不稳定。
外层则是多壁碳纳米管,像剑鞘一样包裹着脆弱的碳炔核心。
最关键的技术在于“拓扑锁合”。陈启明通过引入微量的硼原子作为“铆钉”,在范德华力的基础上,诱导内层碳炔与外层纳米管之间形成一种特殊的sp3杂化共价键连接。这种连接不是刚性的,而是像拉链一样,在受到拉伸时可以滑动分散应力,却绝不会断裂。
制造这种材料的工艺更是堪称艺术。
首先,在磁约束的真空腔体内,利用高能激光脉冲剥离石墨靶材,生成纯净的碳等离子体。
接着,通过从系统兑换的“原子级3D打印喷头”,在催化剂颗粒的引导下,同步生长碳炔核与纳米管鞘。
最后,也是最疯狂的一步,声子共振退火。利用特定频率的超声波引发晶格共振,让所有的碳原子自动寻找能量最低点,消除所有微观缺陷。
“拉伸强度测试……”陈启明盯着屏幕。
数据疯狂跳动,最终定格在一个令人窒息的数字上:260GPa。
这是什么概念?一根头发丝粗细的这种纤维,可以轻松吊起一辆满载的重型卡车。用它编织成缆绳,足以在地球赤道上垂下一条直通3.6万公里同步轨道的“天梯”,而不会被自身的重量拉断。
又比如,陈启明针对可能要造的空天战机或宇宙飞船,研发了液态-固态相变记忆合金·Z型。
这是一种基于镍-钛-铪(Ni-Ti-Hf)的高温形状记忆合金基底,但陈启明疯狂地掺入了稀土元素钪(Sc)以及一种在高压环境下合成的亚稳态金属氢微粒。
这种材料的微观晶格具有“双稳态”特性。
在常态下,它呈现出马氏体结构,坚硬如高强钢,抗拉强度达到2200MPa,足以承受战机在大气层内10马赫飞行时的恐怖动压。
然而,一旦通入特定频率的脉冲电流,材料内部的金属氢微粒会释放出晶格畸变能,瞬间诱导晶体结构向奥氏体转变。
这时候,金属会变得像软泥一样具有极高的超弹性,变形率可达20%以上!
这意味着什么?
意味着空天战机的机翼不需要铰链,不需要液压杆。在需要转弯时,机翼本身会像鸟的翅膀一样直接弯曲变形;在需要冲刺时,机翼会瞬间变薄、后掠,融合成一个完美的升力体。
而且,它具备自愈性。如果被极端环境击穿,只要通电加热,记忆效应会强行拉动原子复位,伤口在几秒钟内就能愈合如初。
还比如,针对未来的太空基地亦或是宇宙战舰,陈启明研发出一种高熵氧化物气凝胶材料
气凝胶被称为“凝固的烟”,是世界上最轻的固体。但传统气凝胶不耐高温。
陈启明引入了“高熵”概念。他将锆(Zr)、铪(Hf)、铈(Ce)、依(Y)、镧(La)五种重金属元素的氧化物,以等原子比混合,构建出一种极度混乱却又在热力学上极度稳定的单相固溶体结构。