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文明科學(xué)系統(tǒng) 正文 第81章 超導(dǎo)石墨烯導(dǎo)線

作者/樹(shù)下螳螂 看小說(shuō)文學(xué)作品上精彩東方文學(xué) http://www.nuodawy.com ,就這么定了!
    “唉!”

    看著屏幕上那璀璨的光帶熄滅,仿星器開(kāi)始逐漸停止運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有人都不由嘆了口氣,眼中有些失望。

    95秒,離第一次根據(jù)等離子體湍流模型進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化制定的百秒目標(biāo)只差5秒。

    “大家加快數(shù)據(jù)收集整理,另外檢查設(shè)備狀況。”

    明日仿星器停止,張晴第一時(shí)間站起來(lái)吩咐道:“放電時(shí)間95秒,沒(méi)有達(dá)到一開(kāi)始的期望值,但試驗(yàn)也很成功。

    等設(shè)備檢查沒(méi)問(wèn)題我們?cè)賳?dòng)試驗(yàn),獲取當(dāng)前的數(shù)據(jù)進(jìn)行下一次調(diào)整,下一次調(diào)整過(guò)后放電時(shí)間突破5分鐘沒(méi)問(wèn)題!”

    在張晴的聲音下,整個(gè)實(shí)驗(yàn)室所有研究員按照各自的分組快速動(dòng)了起來(lái)。

    “陸陸。”吩咐完成,張晴猶豫了下,走到向陸毅身邊。

    “怎么了?”陸毅有些奇怪的詢(xún)問(wèn)。

    “下一次試驗(yàn)我想用氫元素,等控制方案更優(yōu)化了,等離子體約束更完美了再用氚做試驗(yàn)。”

    張晴對(duì)陸毅說(shuō)出自己想法,這短時(shí)間實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)銷(xiāo)她大概看了下,不算人員工資和電力損耗,單仿星器組件的損壞更換和氫同位素氚的采購(gòu)價(jià)格加起來(lái)就超過(guò)了600萬(wàn)美元,這錢(qián)花的太恐怖了,這還是明日仿星器最多每天啟動(dòng)兩次的情況。

    聯(lián)想到其他研究所研究仿星器大部分情況都是使用氫,同位素氚很少使用,所以張晴這才有了這個(gè)想法。

    氫的聚變溫度,如果沒(méi)有太陽(yáng)核心內(nèi)部的恐怖壓力,想要發(fā)生聚變至少需要10億攝氏度以上,這一個(gè)溫度是人類(lèi)所有可控核聚變裝置都無(wú)法達(dá)到的溫度。

    所以使用氫做試驗(yàn),那仿星器就不會(huì)發(fā)生核聚變反應(yīng),這樣除了等離子穿透磁場(chǎng)照射內(nèi)壁外,并不會(huì)產(chǎn)生中子輻射。

    沒(méi)有了中子輻射,內(nèi)壁材料的耗損速度將下降近十倍,另外氚元素的價(jià)格也是貴的驚人,按照張晴的計(jì)算,如果使用氫做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)成本至少能下降10倍到12倍。

    “可以,我讓徐瑩暫時(shí)不用跟核工業(yè)集團(tuán)采購(gòu)氚了,不過(guò)其他需要花錢(qián)的不該省就別省。”

    陸毅看出張晴想要省錢(qián)的心思,笑了笑算是同意這個(gè)提議。

    或許十幾天花掉了600萬(wàn)美元張晴覺(jué)得很恐怖,但樓上負(fù)三層還有個(gè)可能要花百億人民幣的方案,這樣一比較600萬(wàn)美元真心沒(méi)多大感覺(jué)。

    氫做實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn),那就是只能研究等離子體的約束,其他偏濾器的研究,內(nèi)部材料的耐輻射等方面暫時(shí)無(wú)法收集數(shù)據(jù)研究。

    按照陸毅的想法,現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室人員足夠,材料實(shí)驗(yàn)室那邊人員也充足,直接上同位素氚,更大的成本帶來(lái)的是更快的進(jìn)度是可以接受的。

    不過(guò)張晴覺(jué)得花錢(qián)太厲害想要用氫研究一段時(shí)間,等等離子體約束方案更完美了再用氚,那也沒(méi)問(wèn)題。

    科研過(guò)程中靈感很重要,他可不想因?yàn)殄X(qián)影響張晴的狀態(tài),讓她啟動(dòng)一次試驗(yàn)都猶猶豫豫。

    同意了張晴的意見(jiàn),陸毅跟她聊了幾句收了一波滿意指數(shù),又接著問(wèn)道:“現(xiàn)在明日仿星器的溫度峰值是多少?能不能達(dá)到氦3聚變的需求?”

    “峰值能達(dá)到1.35億攝氏度,只不過(guò)這個(gè)溫度對(duì)磁場(chǎng)約束壓力比較大,還不穩(wěn)定。”

    張晴搖搖頭說(shuō)道:“穩(wěn)定的最高溫度在1.1億攝氏度左右,這個(gè)溫度還達(dá)不到氦3聚變的需求。”

    核聚變有兩個(gè)要素,溫度和壓力,太陽(yáng)中心溫度只有數(shù)千萬(wàn)攝氏度,但自身重力帶來(lái)的恐怖壓力配合這個(gè)溫度能讓氫元素一直聚變到鐵。

    可控核聚變溫度無(wú)法擁有這個(gè)壓力,那就只能用溫度彌補(bǔ)。

    1.1億攝氏度,彌補(bǔ)了壓力問(wèn)題后就只能玩玩氚氘聚變、氦3和氘或者純氦3聚變暫時(shí)還達(dá)不到需求。

    “我知道了。”

    陸毅心中有數(shù),說(shuō)道:“你和小夢(mèng)先去忙,我上材料實(shí)驗(yàn)室那邊看一下,剛才胡哥那邊發(fā)信息來(lái)說(shuō)有收獲了。”

    “嗯。”

    張晴點(diǎn)點(diǎn)頭,轉(zhuǎn)身走向控制臺(tái)和林夢(mèng)一起分析剛才的試驗(yàn)數(shù)據(jù),并宣布下一次試驗(yàn)使用氫元素進(jìn)行。

    從仿星器區(qū)域的負(fù)五層上到負(fù)三層材料實(shí)驗(yàn)室,站在門(mén)口等待一秒驗(yàn)證權(quán)限,陸毅走了進(jìn)去。

    “胡哥,怎么樣?”走進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室,操作臺(tái)上,一根頭發(fā)絲大小的細(xì)線吸引了陸毅的注意。

    “老板,性能很好!”

    看到陸毅過(guò)來(lái),胡楓拿了一份剛剛出爐的檢測(cè)報(bào)告,激動(dòng)地道:“超導(dǎo)臨界溫度101k,超導(dǎo)臨界電流是螺旋石7-x仿星器上面使用的氧化銅超導(dǎo)材料的1.98倍,臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度是氧化銅的1.69倍,實(shí)際導(dǎo)熱性能是純銅的7.61倍!”

    “導(dǎo)熱性能是純銅的7.61倍?”

    陸毅驚訝了下,但隨即又恍然,在工業(yè)領(lǐng)域,石墨烯本來(lái)就經(jīng)常做為一種昂貴高效的導(dǎo)熱劑使用。

    導(dǎo)熱性能好,意味做冷卻使用的液氦系統(tǒng)能大幅度縮小空間,這樣仿星器外磁場(chǎng)線圈能更加密集,產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度更高。

    臨界電流和臨界磁場(chǎng)參數(shù)越好,那意味可以通過(guò)更強(qiáng)大的電流,單位空間產(chǎn)生更強(qiáng)大的磁場(chǎng),這對(duì)磁約束的穩(wěn)定有很大的作用。

    陸毅來(lái)到隧道掃描顯微鏡上,看著上面顯示的超導(dǎo)石墨烯導(dǎo)線的原子分布結(jié)構(gòu)。

    大量的碳原子以六邊形的形狀,排列形成一張張六格花紋的網(wǎng),這網(wǎng)的整體形狀如菱形,菱角卻又帶有弧度。

    網(wǎng)與網(wǎng)之間縱向錯(cuò)位1.05°的堆疊,沿著垂直方向拉出一條長(zhǎng)長(zhǎng)的圓柱,整齊的如同一件藝術(shù)品。

    “胡哥,怎么看這中間沒(méi)有碳納米管去掉的圓孔,你們這是改良了實(shí)驗(yàn)思路?”

    陸毅看了一會(huì)兒,指著模擬圖像上中間不見(jiàn)圓孔的石墨烯帶,有些好奇的詢(xún)問(wèn)。

    按照開(kāi)始的實(shí)驗(yàn)思路,需要在超導(dǎo)石墨烯生成后,再去掉中間的碳納米管,這樣必定會(huì)在中間留下痕跡,但現(xiàn)在什么痕跡都沒(méi)有。

    “是換了實(shí)驗(yàn)思路,開(kāi)始為了不讓碳納米管因?yàn)閺椥曰謴?fù),導(dǎo)致石墨烯層失去錯(cuò)位重疊角度而去掉碳納米管時(shí),我們采用的是化學(xué)置換溶解和機(jī)械剝離的方法。

    不過(guò)經(jīng)過(guò)實(shí)際操作,發(fā)現(xiàn)這兩種辦法都不行。

    機(jī)械剝離需要在石墨烯剛剛生成固定的瞬間進(jìn)行剝離,否則中心的碳納米管就會(huì)和石墨烯帶相互粘連在一起。

    這對(duì)時(shí)間要求很?chē)?yán)格,另外碳納米管直徑太小,操作精度要求也很?chē)?yán)格,所以這種辦法被淘汰了。

    化學(xué)置換的方法,因?yàn)槭⿴Ш吞技{米管都屬于碳材料,能置換溶解碳納米管的化合物也能對(duì)生成的石墨烯帶造成影響。

    經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后,這種方法能制備的超導(dǎo)石墨烯導(dǎo)線長(zhǎng)度很短,需要多條駁接才能達(dá)到宏觀需求。

    并且因?yàn)槭侵脫Q溶解也會(huì)對(duì)石墨烯造成影響,導(dǎo)致制備出來(lái)的導(dǎo)線很難控制品質(zhì),嚴(yán)重的甚至?xí)a(chǎn)生石墨烯層斷層從而失去超導(dǎo)性質(zhì)。

    兩種辦法失敗后,經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)研究,最終采用的是把兩根碳納米管生長(zhǎng)線并列,卻又互相正負(fù)調(diào)整彎曲弧度。

    這一個(gè)彎曲弧度剛好能使生長(zhǎng)在上面的石墨烯層傾斜0.52°,兩根碳納米管生長(zhǎng)線的弧度互相正負(fù),最終才有化學(xué)氣相沉淀法在兩根碳納米管上定向生長(zhǎng)石墨烯層。

    初期石墨烯層結(jié)構(gòu)形態(tài)未徹底固定之前,緩緩把兩根碳納米管的距離拉開(kāi),讓石墨烯層沿著拉開(kāi)的方向繼續(xù)生長(zhǎng),最終中間重疊部位就能實(shí)現(xiàn)1.05°錯(cuò)位重疊的超導(dǎo)石墨烯。

    用這一個(gè)方法,一開(kāi)始距離拉開(kāi)會(huì)讓石墨烯層生長(zhǎng)歪斜,我們?cè)囼?yàn)了12天才找到能夠拉生長(zhǎng)出數(shù)千納米寬度的石墨烯帶,從而完成超導(dǎo)石墨烯導(dǎo)線的制取。

    現(xiàn)在老板你看到的是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后,把非重疊結(jié)合部分切割截取后留下的超導(dǎo)石墨烯導(dǎo)線。”

    陸毅點(diǎn)點(diǎn)頭,問(wèn)道:“成本呢?成本是多少,改良了制備工藝,那能不能應(yīng)用到工業(yè)大規(guī)模制備上面?”

    明白了這根超導(dǎo)石墨烯導(dǎo)線的誕生過(guò)程,陸毅問(wèn)題另兩個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。

    成本,還有能不能工業(yè)化批量制備。

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