帝國(guó)首都星皇宮后花園,李復(fù)悠閑的喝著茶水,看著書(shū)本,腦海中思考著曲速引擎最核心、最難的一點(diǎn)材料。
材料科學(xué)作為最基礎(chǔ)的學(xué)科,一直以來(lái)都是決定了整個(gè)國(guó)家、文明科技水平的重要東西,也是這些年來(lái)帝國(guó)一直大力發(fā)展的基礎(chǔ)學(xué)科之一。
不過(guò)想要制造出能夠滿足曲速引擎所需要的材料可不是一件容易的事情,因?yàn)榍僖鎻?qiáng)大的性能,理論上來(lái)說(shuō)只有簡(jiǎn)并態(tài)級(jí)別的材料才能夠滿足曲速引擎,但簡(jiǎn)并態(tài)材料可不同于一般的材料。
簡(jiǎn)并態(tài)材料是一種從原子角度打造的材料,理論上來(lái)說(shuō)還有中子角度打造的材料、夸克級(jí)別的材料,可能說(shuō)到原子大家可能還不是很能夠理解這種材料的強(qiáng)大,如果說(shuō)道中子星、黑洞,大家就可能知道這種材料的強(qiáng)大之處了。
隨著微觀科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使得人們有可能在原子尺度上人工合成材料,例如,原子團(tuán)簇、團(tuán)簇材料、線性鏈、多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)、超薄膜等,這些材料的特征是維數(shù)低,對(duì)稱性減小,幾何特征顯著。
但也僅僅是有可能,真是實(shí)際操作起來(lái)的時(shí)候,很難真正意義上的說(shuō)從原子的角度去打造自己所需要的材料,原子的單位實(shí)在是太小了,現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)頂多就只能做到納米級(jí)別,而原子比納米還要小的多。
首先我們要先了解下他們的大小,納米是長(zhǎng)度單位的一種,1納米是1米的十億分之一,記作nm。1納米等于10個(gè)氫原子一個(gè)挨著一個(gè)排成一列的長(zhǎng)度,因?yàn)槊恳环N原子的直徑大小都是不一樣的,所以1納米可能等于幾十個(gè)其他元素原子的排列的長(zhǎng)度。
20納米差不多相當(dāng)于1根頭發(fā)絲的三千分之一!
而我們通常所說(shuō)的納米技術(shù),是指在納米尺度100納米到0.1納米的范圍內(nèi)研究物質(zhì)所具有的特異現(xiàn)象和特異功能,通過(guò)直接操作和安排原子、分子來(lái)創(chuàng)造新物質(zhì)材料的技術(shù)。
而納米技術(shù)的出現(xiàn)首先得益于能夠放大千萬(wàn)倍的掃描隧道顯微鏡的發(fā)明,掃描隧道顯微鏡的發(fā)明使得科學(xué)家們能夠在納米角度去觀察這微觀的世界。
從20世紀(jì)90年代初起,納米科技就得到了迅猛的發(fā)展,像納米電子學(xué),納米材料學(xué),納米機(jī)械學(xué),納米生物學(xué)等等新學(xué)科不斷涌現(xiàn),納米科技是科學(xué)家們語(yǔ)言的未來(lái)改變?nèi)祟悮v史的9大科學(xué)之一。
而事實(shí)上,當(dāng)今的科學(xué)家雖然能夠通過(guò)技術(shù)去觀察原子層面的信息,并且對(duì)原子排列結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的影響。
比如1990年的4月,美國(guó)的兩位科學(xué)家在用觀測(cè)金屬鎳表面的氙原子時(shí),由探針和氙原子的運(yùn)動(dòng)受到啟示,嘗試用針尖移動(dòng)吸附在金屬鎳上面的氙原子,將35個(gè)氙原子在鎳的表面排列出5原子高度的“”的結(jié)構(gòu)!
而華夏科學(xué)院的科學(xué)家們也利用納米技術(shù),在石墨的表面通過(guò)搬遷碳原子的繪制出世界上最小的華夏地圖,只有不到10納米的大小。
而此后科學(xué)家們對(duì)于移動(dòng)各種原子擺出各種圖案樂(lè)此不彼,硅原子、硫原子、鐵原子,一氧化碳分子、鐵基分子……
從這里我們就可以知道,科學(xué)家們目前能夠?qū)崿F(xiàn)的就是稍微的移動(dòng)一些原子,在物體的表面擺出各種圖案,并不能真正意義的上對(duì)原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行立體的打造和構(gòu)建,同時(shí)更沒(méi)辦法大規(guī)模的、快速的去在原子角度打造新材料。
但是即便是這樣,只能很簡(jiǎn)單的移動(dòng)一些原子,在表面進(jìn)行一些原子排列的構(gòu)造,科學(xué)家們也制造出了如今各種紛繁復(fù)雜的納米材料,在銅的表面對(duì)銅原子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行人為的排列,也能讓銅的強(qiáng)度增加5倍。
我們都知道金剛石也就是鉆石和石墨、焦炭,他們構(gòu)成的原子其實(shí)都是一樣的,那就是碳原子,但是這些材料的性質(zhì)卻相差的天差地遠(yuǎn),單單就硬度而言,金剛石是自然界最硬的材料,而石墨和焦炭的硬度就非常低了。
而造成這種差異的原因就是碳原子的結(jié)構(gòu),金剛石的原子結(jié)構(gòu)每個(gè)碳原子都以3雜化軌道與另外4個(gè)碳原子形成共價(jià)鍵,構(gòu)成正四面體。由于金剛石中的鍵很強(qiáng),所以金剛石硬度大,熔點(diǎn)極高又因?yàn)樗械膬r(jià)電子都被限制在共價(jià)鍵區(qū)域,沒(méi)有自由電子,所以金剛石不導(dǎo)電。
在石墨結(jié)構(gòu)中,同層的碳原子以sp2雜化形成共價(jià)鍵,每一個(gè)碳原子以三個(gè)共價(jià)鍵與另外三個(gè)原子相連。六個(gè)碳原子在同一個(gè)平面上形成了正六連連形的環(huán),伸展成片層結(jié)構(gòu)。
這里鍵的鍵長(zhǎng)皆為142pm,這正好屬于原子晶體的鍵長(zhǎng)范圍,因此對(duì)于同一層來(lái)說(shuō),它是原子晶體。在同一平面的碳原子還各剩下一個(gè)p軌道,它們相互重疊。電子比較自由,相當(dāng)于金屬中的自由電子,所以石墨能導(dǎo)熱和導(dǎo)電,這正是金屬晶體特征。
簡(jiǎn)單通俗易懂的來(lái)說(shuō)就是金剛石的碳原子結(jié)構(gòu)是立體的,所有的碳原子互相直接構(gòu)成正四面體,是立體形式的結(jié)構(gòu)。
石墨的結(jié)構(gòu)是碳原子在同一平面上形成正6邊形的環(huán),形成片層的結(jié)構(gòu),也就是一層層的碳原子,但層與層之間的碳原子之間是沒(méi)有連接的,這是平面式的結(jié)構(gòu)。
一個(gè)立體正四面體結(jié)構(gòu),一個(gè)平面正六邊形結(jié)構(gòu),造成了金剛石和石墨兩者之間的材料性質(zhì)天差地遠(yuǎn),其價(jià)值也是云泥之別,金剛石的售價(jià)是按克拉來(lái)計(jì)算,石墨的價(jià)格是按噸來(lái)計(jì)算,價(jià)值相差何止億萬(wàn)倍!
帝國(guó)想要研究出用于曲速引擎使用的材料,就是要從原子立體的角度去構(gòu)建材料,化腐朽為神奇,比如將鐵的原子角度也像金剛石一樣,變成正四面體的立體結(jié)構(gòu),那么會(huì)得出什么樣的材料?
“難啊!”
李復(fù)想到這里就忍不住皺起了眉毛,簡(jiǎn)并態(tài)材料并非一般的材料,要從非常小的微觀角度去打造,傳統(tǒng)的材料合成、鍛造技術(shù),無(wú)法就是高溫、高壓、低溫、捶打、合成等等方法,可是這些方法,帝國(guó)的科學(xué)家們?cè)缇鸵呀?jīng)研究到了極致,根本就不可能打造出簡(jiǎn)并態(tài)材料。
“難道一定要用文明種子之中的方法?”
得到大漢科技帝國(guó)文明種子的李復(fù)自然是從文明種子之中知道很多種方法可以獲得簡(jiǎn)并態(tài)材料,像大漢科技帝國(guó)這種超級(jí)文明,他們獲得簡(jiǎn)并態(tài)材料、夸克材料的方法非常簡(jiǎn)單,開(kāi)采中子星和黑洞。
以帝國(guó)現(xiàn)在的科技,光是想一想都覺(jué)得有些天方夜譚,中子星的質(zhì)量、黑洞的強(qiáng)大,根本就不是現(xiàn)在的科技所能夠征服的。
當(dāng)然即便是超級(jí)文明也是一步步慢慢發(fā)展起來(lái),大漢科技帝國(guó)早期的時(shí)候獲得簡(jiǎn)并態(tài)材料的方法則是利用強(qiáng)大的磁場(chǎng)束縛能力來(lái)打造簡(jiǎn)并態(tài)材料。
“看來(lái)也只能用這個(gè)辦法,也是目前帝國(guó)科技所能夠采用的唯一方法,像什么空間壓縮、空間折疊、空間坍縮等等這些方法,帝國(guó)現(xiàn)在根本就不可能。”
李復(fù)思索許久,現(xiàn)在都已經(jīng)到了22世紀(jì)了,帝國(guó)百年科技計(jì)劃也已經(jīng)實(shí)行了20多年,可是帝國(guó)在研究曲速引擎方面卻是沒(méi)有什么實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,當(dāng)然厚積薄發(fā)、厚積薄發(fā),在厚積的階段自然是看不出什么的,只有出成果之后才會(huì)知道這些年來(lái)的努力是不會(huì)白付出的。
就像是成功一樣,別人只會(huì)看到你的成功,卻并不會(huì)看到成功背后你付出了多少的心血和汗水就像是懷孕一樣,別人只看到你肚子不斷的變大,卻不知道為了懷孕中過(guò)多少的子彈。
李復(fù)陷入沉思之中,卻沒(méi)有注意到陳彬、余亮、曹海濤、屠學(xué)理等人的到來(lái),來(lái)人一個(gè)個(gè)臉上帶著笑容,顯然心情是相當(dāng)?shù)牟诲e(cuò)。
“復(fù)哥,在想什么呢?”
余亮咧著嘴,看著李復(fù)沉思的樣子,笑著問(wèn)道。
“我在想簡(jiǎn)并態(tài)材料的事情,現(xiàn)有的方法都很難從原子角度去塑造材料,看來(lái)我們要進(jìn)行創(chuàng)新才行。”
李復(fù)笑了笑,示意大家隨意坐下,不用太客氣。
“學(xué)理,日本人走了?”
看到屠學(xué)理也過(guò)來(lái),李復(fù)笑著問(wèn)道。
“嗯,全部走了,他們?cè)具想拜見(jiàn)您,不過(guò)被我給擋下了,他們這一次過(guò)來(lái)是想要和我們帝國(guó)建交,還將王羲之的蘭亭序真跡都帶過(guò)來(lái)了,不過(guò)被我給拒絕了,隨便給他們挖了一個(gè)坑。”
“讓他們不斷的對(duì)外擴(kuò)張,以北川星系現(xiàn)在的位置來(lái)看,估計(jì)要不然多久,他們很快就會(huì)到強(qiáng)大的外星文明,到時(shí)候就有好戲看了。”
屠學(xué)理恭敬的說(shuō)道,在場(chǎng)的眾人可都是帝國(guó)的元老,又是長(zhǎng)輩,他即便是帝國(guó)的總理,也是要恭恭敬敬,特別是面對(duì)李復(fù),更是如此。
不過(guò)說(shuō)道自己給日本人挖坑的事情,他也是臉上露出了得意的笑容,似乎看到了未來(lái)日本人凄慘的下場(chǎng)。
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