美国队长的盾牌是超级电容器?

2017-07-05 02:13
奥秘 2017年11期
关键词:苏文盾牌外力

美国队长的盾牌具有特殊的吸收功能,并因此而出名。它能大量地吸收动能,从炮弹爆炸产生的冲击力到绿巨人的重拳全都不在话下——盾牌不仅能保护美国队长,还能让他摆脱困境。这盾牌怎会有这般用处?

美国队长的盾牌是如何阻挡外力的?这很难解释。在一定程度上是因为在不同的场合下,它对外力的反应是不同的。有时,盾牌被扔出后就嵌在了墙上;但有时,它会从墙上弹开,反弹的方向不定。有时,它似乎轻易地就能将巨大的外力吸收掉;但有时,美国队长遭遇劲敌,他的盾牌却在重击之下受损。

苏文是北卡罗莱纳州立大学的一名材料学副教授,他同时也是美国陆军研究办公室材料科学处的项目管理人。他也是忠实的漫画迷。他说:“从科学的角度来看,我们是在谈论热动力学第一定律,这一点很重要,我们不能忘。能量是守恒的,它不会消失,只是换了种表现形式而已。”

“当巨大的能量以某种形式,比如雷神之锤的猛烈一击,击打在美国队长的盾牌上时,这股能量需要有个去处。”

在正常情况下,这股能量不是被储存起来,就是被转化成热量或声音。但是漫画读者和电影爱好者们都知道,美国队长的盾牌通常不会产生热浪或发出震耳的声音(在电影《复仇者联盟》中,虽然盾牌受到雷神之锤所放出的冲击波的攻击,但还是没有出现异常的反应)。

苏文说:“由于没有热量和声音,所以能量必是以某种方式被吸收了。”

比如,在漫画里,就连分子人那样的专家都暗示道,这面盾牌的分子结构比其他任何一种分子结构都要怪。根据分子人的评述,苏文指出盾牌基本上起到了电池的作用(别忘了,在《钢铁侠2》中,托尼·斯塔克所找到的基本力量的源泉也是泛合金)。

但这面盾牌似乎还具有电容器的功能,它能迅速地控制大股能量的走向(电容器就像你智能手机上的闪光灯,它能快速地吸收和释放能量;像电池,它以限定的速度收放能量)。

这说明美国队长的盾牌是个超级电容器(也许泛合金的原子结合方式就类似于石墨烯),它兼有电池和电容器的功能。

但他的盾牌是如何将储存的能量放出去的?

苏文说:“如果能量都存在盾牌的化学键里,那我们就能对盾牌物理特征的多变性进行解释了。”比如,也许是因为盾牌具有超级电容器般的特性,所以它才能获得动力,才能在多个实体的表面间反弹,最后回到美国队长手中(在漫画中,盾牌常常这样弹来弹去),或者正因为它具有那种特性,所以才能爆发出巨大的力量,一下就切入了冬日战士那异常强壮的仿生电子手臂里。

当然,上述情况的出现,在一定程度上跟美国队长的力量有关,但盾牌本身似乎也起了作用。小小原子真有那样的能量吗?您千万别忘了,在原子的化学键里蕴藏着巨大的能量:原子弹和普通的核能设施的能量都来自原子裂变。

我们对现实中的能量转换技术都很熟悉,这种技术将动能转化为储备能,飞轮——发电机技术就是一例,该技术利用普锐斯汽车刹车时产生的摩擦力给车上的电池充电。正如漫画作品中常见的那样,这套漫画中的高科技也都以真正的科学原理为核心,作者只是借盾牌对真实的科学现象加以夸大而已。

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