未來宇宙飛船最理想的材料,硬度比鉆石大40倍,1克需要600萬美元

人類一直有一個星際旅行的夢想,但是人類要想進行星際旅行,必須建造結實耐用的宇宙飛船,而要想建造一艘結實耐用的宇宙飛船必須要使用更好的材料,對宇宙飛船來說,一種材料是否好與壞,硬度是其中一個最重要的參考指標之一,因為隻有足夠的硬度才能夠讓宇宙飛船在佈滿危險的宇宙中安全前進,也更能保護宇宙飛船內宇航員的安全,還有在宇宙飛船返回地球的時候,需要經歷大氣層的劇烈摩擦,如果宇宙飛船的硬度不夠,很容會解體從而威脅到宇航員的安全,因此選擇一種硬度足夠的材料對於建造一艘好的宇宙飛船來說至關重要。

未來宇宙飛船最理想的材料,硬度比鉆石大40倍,1克需要600萬美元

超光速飛船必須使用更高強度的材料

在以前地球上硬度最高的材料是鉆石,由於鉆石具有很高的硬度,因此日常生活中經常會存在使用鉆石材料制作鉆頭,用來進行切割、研磨、拋光作業,由於當時世界上還沒有發現比鉆石還硬的材料,因此隻能使用鉆石對鉆石進去切割、研磨、拋光,於是就流傳一句反映鉆石高強度的名言:“隻有鉆石才能夠切割鉆石。”鉆石的硬度雖然很大,但是由於鉆石是一種密度大、沒有韌性而且脆性很強的物質,因此它不合適用來制造宇宙飛船,人類希望能夠找到一種硬度足夠大,又有韌性的材料,於是鈦合金這種材料就誕生瞭。

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鉆石鉆頭

鈦合金的硬度雖然沒有鉆石那麼硬,但是它卻是一種密度小、耐高溫、耐腐蝕性、具有一定韌性的高強度材料,而且強度剛好夠宇宙飛船使用,所以目前人類大部分高速飛機、火箭發動機、宇宙飛船使用的材料都是鈦合金,雖然鈦合金比鉆石更適合用於制造宇宙飛船,但是它的硬度不夠,如果在星際旅行中遇到激烈的碰撞,宇宙飛船很容易就解體,所以鈦合金制造的宇宙飛船隻能在近地軌道附近飛行,如果人類要想實現星際旅行,必須找到一種硬度更強、韌性更好、密度更低的材料,在這種背景下,一種具有高導電性、高強度、超輕薄特效的材料誕生瞭,這種材料就是石墨烯。

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石墨烯材料

石墨烯不僅擁有鈦合金的大部分優點,而且還增加瞭高導電性等新特性,不僅可以用來制造宇宙飛船的外殼,還可以用來制造宇宙飛船的內部傳感器,從而讓飛船的質量更輕,根據計算,石墨烯的硬度是鉆石硬度的20倍,是目前人類已經掌握並且制造出來硬度最強的材料,當然人類在追求新材料的道路上遠沒有停止,在石墨烯還沒有大規模使用的情況下。

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碳炔材料

科學傢又勾勒出一種比石墨烯硬度還大的新型材料,這種材料被命名為“碳炔”,根據科學傢預想,碳炔在繼承石墨烯的所有優點的基礎上,硬度繼續提升,它的理想硬度達到鉆石的40倍,石墨烯的20倍,是人類有史以來制造硬度最強的材料,由於它擁有非常高的硬度,因此會成為未來宇宙飛船最理想的材料,目前碳炔材料還在試驗階段,一旦研制成功,它高達40倍鉆石硬度的強度會讓它成為制造宇宙飛船外殼的首選材料,但是這種碳炔由於是新材料,制造的技術和成本非常高。

未來宇宙飛船最理想的材料,硬度比鉆石大40倍,1克需要600萬美元

未來超光速飛船想象圖

根據科學傢估算,制造一克碳炔的成本高達600萬美元,按照一艘飛船1噸計算,一噸等於100萬克,那麼制造一艘飛船單單使用的碳炔材料就需要6萬億美元瞭,即使是世界首富都買不起一艘這樣的宇宙飛船,不要說世界首富,即使世界前50名富豪都買不起一艘這樣昂貴的宇宙飛船,由此可見碳炔有多貴。

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