百科太空电梯宇宙帆船,三体中的_帆船特点_帆船

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在美国科幻电影《阿凡达》中，潘多拉星球有一种地球没有的矿物元素Unobtanium，它是一种神奇的常温超导体，产生的磁场能让巨石悬浮在空中。当然这是编剧开的脑洞，现实生活中，并不存在这种物质，但却有另一种新材料让科学家为之倾倒，这就是石墨烯。在科幻巨著《三体》中，刘慈欣描写了一种太空电梯，人类可以搭乘它快速往返地球与空间站之间。石墨烯的出现，给这种假设带来了一丝曙光。石墨烯是一种仅由碳原子构成的二维纳米材料，之所以称其为“二维”，是因为它只有一层碳原子厚度，相当于头发丝的20万分之一厚度，薄得不像话。但是薄归薄，它却是目前已知强度最高的材料之一，约为钢的倍。常温下，石墨烯电子迁移率超过cm2/V·s，高于碳纳米管和硅晶体，而电阻只有大概10^-6Ω·cm，比铜或铁更低，是目前世上电阻率最小的材料。由于它的电阻率极低，电子移动速度极快，可以被期待用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。此外，石墨烯几乎是透明的，它只吸收2.3%的光，也适合用来制造透明触摸屏、光板，甚至是太阳能电池。《三体》中，人类受到三体外星人的威胁，设定了“阶梯计划”，利用一艘太阳帆飞船，将志愿者的大脑推向三体舰队的方向。故事中，是先将大量核弹发射到太空中，逐步分布在飞船航线上，飞船途经每颗核弹的瞬间引爆核弹，产生强大的推力。年6月，南开大学在顶尖科学杂志《自然》上发布了一则研究报告，陈永胜教授团队发现一种特殊三维构型的石墨烯块，在室温且真空无阻力的情况下，被光线照射后，居然前进移动了数厘米。虽然其原理尚不清晰，但可能是这种构型的石墨烯在受光瞬间会产生巨大的电子流，宇宙帆船的设想又近了一步。通过计算可知，50㎡的石墨烯太阳帆，能让5千克的酬载物在20分钟内加速到第一宇宙速度。除了这些还略显神奇的特性，石墨烯的机构非常稳定，碳碳键长仅为0.纳米，晶体间连接十分牢固，且具有极强的韧性，形成了稳定的六边形状。当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性，让其在热管理领域具有广阔的应用前景。如此出色的材料，它的诞生却姗姗来迟。石墨烯从前被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在。直到4年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中剥离出石墨烯，从而证实它可以单独存在。两人也因在二维石墨烯材料的开创性理由，共同获得年诺贝尔物理学奖。想体验一番新材料之王的魅力吗？太空电梯、宇宙帆船还很遥远，乐福之家给你亲近石墨烯的机会。我们率先将石墨烯运用到地暖领域，大幅提升了传统采暖产品的稳定性。据国家红外及工业电热产品质量监督检验中心检测，乐福之家石墨烯地暖使用寿命长达10万小时。装一次，暖一世，温暖相伴50年。

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