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《三体》中,如果用纳米飞刃对抗水滴,有胜算吗?

科学探索 2024-12-31 16:00:02 趣奇闻(www.quqiwen.com)

目前构建碳纳米线材料的做法就是利用碳原子的四个化学键,让碳原子可以首尾相连,连成一条单分子链

《三体》中,如果用纳米飞刃对抗水滴,有胜算吗?

这是因为现在已经发现了C2物质,我们继续将之再接长势必就可整出一条极长的碳单分子链。

《三体》中汪淼说的是利用分子构建法制作,这也就是说搭积木了。不过碳的外层电子有四个自由电子也有四个空位。这就很难去指定分子的生长方向了

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最终很可能就形成了一个球体,这是单分子碳最容易形成的模式,例如C60,也叫巴克球。

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当然了C60也是很好的材料,但和我们的需求不符合。当然了,现在还有碳纳米管

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这个是目前人类技术最有可能形成飞刃的技术方向了。但和碳单分子链比起来碳纳米管就要粗了很多。只不过在构建分子的时候有更高的容错率而已。

那么即便是技术更简单的碳纳米管是什么样子的呢?这样的:

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这不就是一块碳嘛?不是一条线或者一根管子啊,而且还是肉眼可见的啊!!!放到电子显微镜下看就是这样的效果了:

《三体》中,如果用纳米飞刃对抗水滴,有胜算吗?

在电子显微镜下就可以看到微小的管状结构和细线条了。为啥宏观还是一块碳?现在的碳纳米管材料都是由无数条断裂破碎的碳纳米管堆砌起来的。而我们要的是从其中能够抽出的一条极细接近于无限长度的一条线。

如果你能把这其中的丝完整的抽出,你就有飞刃了。

那么飞刃为啥厉害?

通常分子和分子之间的力是范德华力

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这是一种分子间作用力,相对较小,每摩尔物质的范德华力能量通常小于5千焦。

而单分子纳米材料,尤其是纯碳结构的纳米管或者单分子链。碳原子之间的是共价键,比分子间的范德华力更强(数十倍),因此可以轻而易举的切断物质分子和分子之间的联系。

以碳纳米管来说,强度是钢的100倍,而直径只有几十纳米。切船什么的可以说是轻而易举。

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再说水滴。水滴是强相作用力物质。

强相作用力,正确的叫法是“强相互作用”,是强子和强子之间的的力,属于四种基本力(引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用)之一,是 最强的力。如果强相互作用力为基准值1,那么电磁力是1/20~1/60,弱相互作用则是强相互作用的1/10000000000000,引力是强相互作用的1/1000000000000000000000000000000000000000(别数了,39个0)

纳米丝的结实程度是靠共价键来实现的,共价键的力本质其实就是电磁力。这就又回到了强相互作用力比电磁力大几十倍的话题了。所以,飞刃难敌水滴。

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