一种弯曲悬浮的新材料可能坚固到可以制造

宾夕法尼亚大学的研究人员开发出了一种新材料，它轻到不会压弯树叶，而且也可能坚固到可以帮助卫星发射到太空的最远端。噢，它还是漂浮着的。

而且这也不是这种新材料的全部用途。事实上，未来的牵引车、抗癌物、救援行动的微型领路机器人也的确有可能由这种未来纸板制成。

或者说得更具体一些，未来的微型机器人可以用一种氧化铝“纳米纸板”制造，它的重量不到千分之一克，但足够坚固，可以弯曲而不断裂。这是一种很好的隔热材料，也就是说它在极端温度下也能很好地隔热。

宾夕法尼亚大学的研究人员将“纳米板”放在鸢尾的叶子上

这种极佳新材料的关键是它类似三明治的形状，相关研究人员称，这种形状使它的强度是完全实心材料的一万倍。该小组在一期《自然通讯》上发表了他们的发现。

“如果施加足够的压力，你就能大幅弯曲瓦楞纸板，但它会折断；被折过的地方会产生永久的折痕。”领导这项研究的宾夕法尼亚大学机械工程教授伊戈尔·巴加廷如是说。“这就是我们的纳米纸板的惊人之处；就算你弯曲它，它也会像什么都没发生一样恢复原状。这在宏观层面上没有先例。”

研究人员说，因为他们发现的这种纳米材料非常坚固和轻便，所以可以被应用在很多地方，从小的层面——例如为成群的鸟状微型机器人的翅膀提供材料——到航空航天领域更大的应用，例如开发轻型风帆。

显微镜下近距离观察纳米纸板

轻型风帆给人类提供了一种可能性，它使人类或许能更好地探索外太空的最远处而不必担心能源限制。它们不用风推动海上船只，而是通过捕捉太阳发出的微小光子来推动宇宙飞船或卫星，除此之外，它们基本上就像给船只提供动力的帆。

“另一个潜在的应用是星热光帆，设想在几十年内以高达20%的光速飞行到比邻星b，”作者在论文中写道:“一些关键材料的要求包括质量密度低于0.1gm-2(相当于船帆厚度的约nm)，能够承受高温，以及足够的抗弯刚度来控制形状(从而控制推进方向)。”

研究人员还概述了其他应用，包括隔热和能量转换。当你加热它时，这种材料也会悬浮起来，这也可能是有用的，尽管研究人员似乎还不太确定具体如何应用。接下来，他们计划进一步调查这种新型纳米纸板的许多可能用例中哪一个最有希望。

相关知识

太阳帆（也称为光帆，特别是它使用来自于太阳以外的光源时）是使用巨大的薄膜镜片，以太阳的辐射压做为太空船推进力的一种计划。辐射压非常小，但不同于火箭的是，太阳帆不需要燃料。推进力虽然很小，但是只要太阳继续照耀着，太阳帆就能继续运作。

图解：太阳帆的构想图。

太阳能集热器、温度控制面板和阳光下的树荫都可以视为特殊的太阳帆，太阳帆可以帮助在轨道上的太空船调整飞行姿态或是对轨道做少量的修正而无须耗费燃料，而用别的方法都必须消耗燃料才能操纵或控制飞行姿态。已经有一些小规模的，为特定目的建造的太阳帆被尝试过。一些无人太空船，像先锋10号，曾经成功的以这些技术延长了产品使用的期限。

太阳帆的科学性已经有良好的证明，但是处理大型太阳帆的技术仍未成熟，使得任务规划者不愿意贸然的投资下数以百万计的预算去开发太阳帆的操控结构。这种轻忽的心态使一些热心的民间机构试图私下发展，例如宇宙1号的计划。

太阳帆的观念是17世纪德国的天文学家约翰内斯·开普勒最早提出的，在年代后期，弗里德里希·灿德尔经过近十年的淬练才再度提出此一观念。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3.inverse-JamesDennin-大野今日子

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