“地表超强材料”！未来将成为国防、新能源等“核心骨架”

还记得小说《三体》里能将钢铁巨轮轻松切割的“飞刃”吗？最近，中国科学院山西煤化所磨剑数十年，与有关单位联合打造出国产T1000级高性能碳纤维，这是现实中应用性能最接近“飞刃”的超强材料。

这根现实版“飞刃”是如何造出来的？又将撑起哪些硬核未来？

T1000级高性能碳纤维

是如何造出来的？

这种“地表超强材料”，目前已实现量产，它每一股有12000根单丝，单丝直径不到头发丝的十分之一，却抗拉强度极高。1米长的碳纤维只有0.5克重，抗拉强度超6600兆帕，能拉动约200公斤的重物也不会断，是钢材料的7到8倍。

央视记者来到碳纤维诞生地的摇篮，看到化合物在这里聚合之后，通过干喷湿纺的工艺，形成一束原丝。这束原丝看着像生活中常见的透明胶条，但其实它包含有4000根的原丝，两到三束拧成一股，每一股最后就形成了12000根原丝。

真正的“神力”，除了诞生之初的聚合，还有用化学反应在原子层面编织出精妙的强韧网络——

• 白色的丝束被送进氧化炉，逐渐变成黄褐色。
• 丝束被送进1000℃至1500℃的高温炉，分子里的氢、氧等杂质被彻底剥离，最后只留下高纯度的碳原子。

纯碳材料就能成为超强材料吗？

生活中最常见的石墨铅笔芯和T1000级碳纤维，本质上都由碳原子构成，但石墨铅笔芯一掰就碎，T1000级碳纤维成束之后却能拉动汽车，天差地别的根源，就在我们看不见的原子“编织”方式里。

在微观纺织过程中，碳原子首先会连接成一张极其坚固的六边形网——石墨烯片层。这种网本身非常坚固，但如果无数张这样的网只是简单地堆叠在一起，就会像一摞扑克牌，轻轻一推就散开。石墨铅笔芯就是这种微观结构，一掰就断。

而碳纤维的“纺织”工艺，要精妙得多，它就像是用分子胶水，把每一层都不规则地、牢牢黏合在一起，再整体压实。最终形成一个既有纵向纤维、又有横向锁死的超级立体网络。

所以，当我们拉扯这根碳纤维时，力量会沿着数以亿计的碳原子网均匀分散。

如今，这种被称为“黑色黄金”的“地表超强材料”正在走出实验室，成为航空航天、国防军工、新能源、高端装备等国家战略性产业不可或缺的“核心骨架”。

这根现实版“飞刃”未来也将撑起更多国之重器的腾飞梦想！

综合自 央视新闻、人民日报