• 2018.10.27
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1.6克能承重160頭象 清華研超級纖維可製太空天梯

[2018.10.27] 發表
由於奈米碳管超長纖維的出現,人類的太空電梯構想可能成真。 (網上圖片)

北京清華大學研究團隊已研發出超強纖維,他們說,這新材質強得足以製造通往太空的天梯。

據《南華早報》(South China Morning Post)26日報道,他們透露,只要1立方公分奈米碳管製造的超級纖維,就能承受160頭象,或是超過800公噸的重量。而那小小一塊纖維,只有1.6克重。

陝西省西安西北工業大學太空電梯研究專家王長青說,這是一項突破。

清華團隊以奈米碳管研製出超長新纖維,他們說,這種新材質空前堅韌,並已為相關技術申請專利。而今年稍早時,他們將研究的部分成果發表在《自然奈米技術》(Nature Nanotechnology)期刊上。

論文中指出,奈米碳管束的伸展度顯然是其他材質的至少9-45倍。未來無論是運動器材、彈道裝甲、航空、航太,甚至太空電梯等許多高端領域都會有龐大的需求。

或許要研發太空天梯還得耗費多年,但清大化工系教授魏飛說,清華團隊正設法量產奈米碳管纖維,以用在國防,或是其他領域。他指出,這在許多領域都可能改變遊戲規則。

儘管打造從地球通往太空的電梯聽來很科幻,但這種構想存在已超過一世紀。近幾十年來,科學家已提出各式各樣設計。其中一種就是送大型衛星上地球靜止軌道,把纜繩垂放到地面固定後,接着在相反方向另置一條纜繩。

據美國國家航太總署(NASA)說,這些纜繩至少要能承受7吉帕斯卡(gigapascals)的抗拉強度。2005年時,它曾提供200萬美元獎金,向全球募集這類材料,但後來並未出現得主。如今清大團隊說,他們所研製的奈米碳管抗拉強度達80吉帕斯卡。

如今中俄太空科學家正攜手合作,設法找出安全有效的方式,從太空軌道將奈米碳管纜索放到地面。據王長青說,若要打造太空電梯,除了需要超過3萬公里的纜繩外,還要有欄杆和防護罩等保護它不受太空垃圾,以及其他環境危險物侵害。

日本上個月發射了兩枚衛星,在衛星間設了迷你電梯,率先研究電梯在太空中的運作,但尚未公布成果。而中國也在進行太空繫纜測試,但將相關細節列為機密。

而就近期來說,魏飛指出,相關技術很可能先應用在軍事上。質輕強韌的奈米碳管製成的超快飛輪能迅速旋轉,為機械電池儲存龐大的能量。而像電磁砲或雷射砲等新武器,都需要高效的能量儲存與供應系統,而奈米碳管技術就提供了可能的對策。

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