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  • 19
  • Jan
  • 2019

材料科學發展快速 減少資源損耗提高安全

記者 湯道舜 報導

2019/01/19 14:13
科學發展日新月異,衍生出許多抗壓耐高溫的材料,運用範圍也從日常生活,擴展到航天、醫學等各種領域,不但可以減少資源耗損,還能提高使用安全。

示意圖/TVBS
實驗開始前,先來欣賞一段展現力與美的高空特技表演。

主持人撒貝寧:「我怎麼覺得這個繩子好特別,它有一邊是......。」

主持人尼格買提:「寬的。」

主持人撒貝寧:「類似像包裝帶一樣,很結實的繩子,而另外一邊這麼細啊!」

主持人尼格買提:「還有升級,太棒了!配合如此默契而完美,哇啊!」

精湛的演出令人為兩位特技演員既擔心又讚嘆,只是眼尖的觀眾應該看到了,兩位演員拉住的繩索,粗細並不一樣。

特技演員楊皓翔:「嘗試一下這個繩的韌度,同時也是科學性的和實驗性的更多的認識。」

主持人尼格買提:「這是一個神奇的材料。」

主持人撒貝寧:「這個材料其實在我們的現場,還有另外一個應用,我可以給大家展示一下。」

主持人尼格買提:「這是纖維不僅有韌性和強度,而且它最重要的是防切割,美工刀割而不破,嚇死了!」

主持人撒貝寧:「哼嘿嘿,呵呵呵,沒事。」

小撒就是愛捉弄人,虛驚一場,卻也展現出這種纖維的耐拉伸和抗切割性,它叫做超高分子量聚乙烯纖維。

大陸中科院研究員曹則賢:「聚乙烯是這樣的,由碳元素和氫元素所組成的分子,我們看在乙烯分子裡面,每一個碳原子連接著兩個氫原子,那麼兩個碳原子之間就有兩個鍵,所以說我們管它叫碳碳雙鍵,那麼這樣一個雙鍵是可以打開的,打開以後相當於每一個碳原子,往外面就懸著一個鍵,就可以和同樣的這樣的打開的鍵,又連在一起了,就相當於把不同的乙烯分子給聚到一起了,所以就叫聚乙烯了。」

但這種材料也不是沒有斷裂的極限,接下來的實驗,就是檢測用超高分子量聚乙烯纖維的抗拉扯能力,至少需要幾根才能維持一輛吊在車架上,總重1.45公噸的汽車,懸在半空超過10秒,三個選項分別是20根、40根和60根,先從數值最小的開始驗證。

主持人尼格買提:「準備離地,喔!」

20根難以達成任務,所以換成數值最大的60根來看看結果。

至於40根的抗拉伸力也不足以承受1.45公噸的重量,這是受力情況先後不一,當其中一根超過臨界值之後,斷裂的現象會依序傳遞下去。

大陸中科院研究員曹則賢:「這是拉伸長度,這是這根繩子裡面應力的話,那麼一開始如果拉伸不是特別強的話,那麼這個應力和這個繩子是成正比的,而且你把這個力撤了以後呢?這個繩子是可以恢復原狀的,但是如果你把這個拉力再增大,進入下面這個階段的時候,也就是說它過了一個屈服點,就是我屈服了,我認輸了,然後你再使勁拉的時候,過了某一個點的時候,它就發生斷裂了。」

由於這種材料具有許多特性,所以應用範圍很廣泛,從日常生活到軍事科技都佔有一席之地。

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更新時間:2019/01/21 03:45

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