國產(chǎn)“地表超強(qiáng)材料”實現(xiàn)量產(chǎn) 現(xiàn)實版“飛刃”誕生

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2026-01-15 19:05:28 新華網(wǎng)

還記得小說《三體》里能將鋼鐵巨輪輕松切割的“飛刃”嗎？最近，中國科學(xué)院山西煤化所與有關(guān)單位聯(lián)合打造出國產(chǎn)T1000級高性能碳纖維，這是現(xiàn)實中應(yīng)用性能最接近“飛刃”的超強(qiáng)材料。

這種“地表超強(qiáng)材料”目前已實現(xiàn)量產(chǎn)。它每一股有12000根單絲，單絲直徑不到頭發(fā)絲的十分之一，抗拉強(qiáng)度極高。1米長的碳纖維只有0.5克重，抗拉強(qiáng)度超6600兆帕，能拉動約200公斤的重物也不會斷，是鋼材料的7到8倍。

在碳纖維誕生的地方，化合物經(jīng)過聚合后，通過干噴濕紡工藝形成一束原絲。這束原絲看起來像生活中常見的透明膠條，但其實包含4000根原絲，兩到三束擰成一股，最終形成12000根原絲。真正的“神力”不僅在于聚合過程，還在于用化學(xué)反應(yīng)在原子層面編織出精妙的強(qiáng)韌網(wǎng)絡(luò)。白色的絲束被送進(jìn)氧化爐，逐漸變成黃褐色，再進(jìn)入1000至1500℃的高溫爐，分子里的氫、氧等雜質(zhì)被徹底剝離，最后只留下高純度的碳原子。

生活中最常見的石墨鉛筆芯和T1000碳纖維本質(zhì)上都由碳原子構(gòu)成，但石墨鉛筆芯一掰就碎，而T1000碳纖維成束之后卻能拉動汽車。這種天差地別的根源在于原子“編織”方式。在微觀紡織過程中，碳原子連接成一張極其堅固的六邊形網(wǎng)——石墨烯片層。如果無數(shù)張這樣的網(wǎng)只是簡單堆疊在一起，就像一摞撲克牌，輕輕一推就散開。而碳纖維的“紡織”工藝則更為精妙，它像是用分子膠水把每一層不規(guī)則地牢牢黏合在一起，再整體壓實，形成一個既有縱向纖維又有橫向鎖死的超級立體網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)我們拉扯這根碳纖維時，力量會沿著數(shù)以億計的碳原子網(wǎng)均勻分散。

如今，這種被稱為“黑色黃金”的“地表超強(qiáng)材料”正在走出實驗室，成為航空航天、國防軍工、新能源、高端裝備等國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)不可或缺的核心骨架。未來，這根現(xiàn)實版“飛刃”也將撐起更多國之重器的騰飛夢想。

(責(zé)任編輯：0764)

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