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《钢铁侠》 成为钢铁侠的五个步骤(下)

2013年12月30日 星期一 新京报
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  ■ 光电效应(7)

  钢铁侠的铠甲看似不可思议,其实美国的军工科技早已开始这方面的探索,钢铁侠从银幕走向现实,只需要五个步骤。如果按照下述步骤打造高科技战袍,拥有钢铁侠盔甲的梦想并非遥不可及。

  步骤三 提高生理机能

  美国国防部高级研究计划局的项目经理迈克尔·卡拉汉在该局第50届年会上宣读过一个雄心勃勃的计划:让士兵拥有坚不可摧的“内部盔甲”。这并不是指在士兵的皮肤下安装某种盔甲,而是要让士兵在战斗中拥有和某些动物类似的特殊能力。例如,大雁通过调节血红蛋白可以连续飞5天而不吃不喝,在体内植入一个小装置可以让士兵具备相同的能力。海狮身上有“潜水反射”系统,在变换水深时可以降低心率并将血流引向心脏。利用仿生学原理,在生理指标上得到提升的战士可以弥补装备的不足。比如使用同样的潜水装备,可以下潜得更深更久,战斗机飞行员可以承受更大过载,做出更高机动性的动作。

  步骤四 肌肉升级

  中世纪时沉重的铁质铠甲已达到人类体力的极限,重装骑士需要仆人帮助上马。同样,万一钢铁侠的盔甲掉电或者关节处的电机损坏,里面的人会立刻动弹不得,面对敌人只能束手就擒。美国得克萨斯州大学达拉斯分校纳米技术研究所的科学家已研制出一种不用电的“人造肌肉”,力量比人类天然肌肉强100倍。它以酒精或氢为动力,将来可用来包裹机械外骨骼,为外骨骼提供额外的驱动力。这种人造肌肉使用液压原理,由管线、悬臂和阀门组合而成。人造肌肉可释放出氢或酒精等化学能源,与氧气发生反应后,人造肌肉的管线膨胀或收缩。这种肌肉不但可用来制造出性能更为优越的假肢,还能使“穿戴”它的消防员、士兵或宇航员拥有超人般的力量。“纳米肌肉”是人造肌肉的另一个研究方向。这是一种用纳米纤维构成的类似人体肌肉组织的织物,它能够对外界的电子刺激做出收缩或松弛的反应。用纳米肌肉制成的作战服,能通过感受人体肌肉的电流活动,“猜测”士兵想要移动肢体的意图,主动协助士兵活动,为士兵增加额外的力量。

  步骤五 刀枪不入

  虽然饱受枪弹、爆炸、撞车和拳头的袭击,在钢铁盔甲的保护下托尼·斯塔克却基本没有受过伤。未来作战服装研制的主要目标也是造出坚固且灵活的盔甲,用以保护士兵的身体。目前美军士兵用陶瓷挡板和凯夫拉背心来保护身体躯干部分,但手臂和腿就保护不到了。如果在四肢上也使用同样的材料,会妨碍战术动作的灵活性。来自麻省理工学院材料科学与工程、化学工程、机械工程和化学系的专家组成若干研究小组,致力于研究防护身体活动部位的吸能材料的相关课题。他们从蜘蛛吐丝获得灵感,试图模仿蛛丝吸收能量和承受外力的特性,创造出轻型、灵活的防弹装甲。

  研究人员希望能重建蛛丝的特殊结构——一种柔软的弹性区和坚硬的结晶区相互交替的聚合体。目前已经研制出一系列的合成聚合体片断,用来研究聚合体的化学结构变化对材料物理性能的影响。研究的最终目的是用纳米材料织成分子链“锁子甲”,使之既能起到很好的防护作用又可以保证战术动作的灵活性。在盔甲上的膝盖和手肘这些活动部位可以使用这些坚固与弹性并重的材料。

  如果按照上述步骤打造高科技战袍,拥有钢铁侠盔甲的梦想并非遥不可及。

  □赵洋(科技史博士)

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