第444章 宏观与微观的统一性

第445章宏观与微观的统一性几人闲聊了一段时间后，话题重新返回到了宁晨和宋溪韵的身上。“宁老师，宋老师，按照第一阶段科幻岛的体验时间，你们的体验应该还没有结束吧，为什么会提前回来呢？”徐洲的这个疑问，也是材料实验室中其他人的疑问，大家都将目光汇聚在宁晨和宋溪韵的身上，等待着他们的回答。“是的，我正要和你们说这件事情呢。最近星辰科技又有了一个新的立项课题，而其中的一个分支研究课题，需要我们共同进行研究。”听到又有新的课题需要他们进行研究，大家都觉得非常的期待，连忙问起宁晨这到底是什么研究课题。“这次新开展的项目是太空电梯技术，而我们需要做的，是研究出适合制造太空电梯的材料。这项课题研究起来并不容易，所以还需要我们大家共同进行努力……”得知宁晨这次即将开展的研究项目，竟然是太空天梯这种级别的项目，大家都感到非常的意料之外，对于这样的快速发展程度觉得非常的不可思议。“宁老师，没想到几个月不见，你都要开始制造太空电梯了。如果这项研究真的得以实现，那以后我们去太空可就要方便太多了。”正如“太空电梯”这个名词给人的第一感觉这样，这项技术可以让人们直接通过电梯前往太空，在前往太空的成本和效率上面，都会比之前有着非常明显的提升。到了那个时候，人类前往太空几乎就像回家一样容易，不需要再像之前那样，进行各种火箭发射等等过程了。不过联系到宁晨这些年所做的事情，太空电梯这个项目的建立，也是一件完全合乎情理的事情，就算宁晨现在不去开展这个项目，将来还是会迟早进行这个项目的研究的。“是的，这是人类在太空领域发展中，所必备的一项关键技术。关于太空电梯的整体设计方案，之前我和宋溪韵已经基本完成了。现在我先给大家简单讲讲我们的大致设计思路吧……”其实作为材料分支领域上面的研究者，他们并没有必要对于太空电梯的整体设计思路了解得那么的详细，但宁晨还是希望大家能够尽可能的对于太空电梯的整体方案有所了解，宁晨觉得这可以让他们更好的参与到材料的设计工作之中。听完了宁晨的这些介绍，皮尔斯忍不住率先说道：“宁老师，我觉得建造太空的电梯的材料，与我们之前接触过的那种纳米丝线材料非常的相似。如果按照这种材料的思路进行研发的话，我们应该会更快的完成这个项目的研究……”其实皮尔斯并不想随便提起这件事情，毕竟这件事情会牵扯出一段并不美好的回忆，这件事情也差点儿让皮尔斯和宁晨告别了这个世界。但想到太空电梯这个研究项目的重要性，皮尔斯还是没有任何的犹豫，只要是皮尔斯觉得对这个研究项目有帮助的事情，皮尔斯都是会毫不犹豫的去做的。皮尔斯的话也让大家都想到了这项材料学实验室曾经研究过的项目，意识到这两者之间的确有很多的相似之处。宁晨自然也早就想到了这一点，听到皮尔斯的话，宁晨便点点头肯定道：“是的，皮尔斯，这两种材料之间，的确有着一定的相似之处。之前的丝线材料是由皮尔斯你主要负责研发的，接下来有关太空电梯材料的研究工作，皮尔斯你同样可以提供非常重要的帮助。”得知自己有机会加入到这个研究项目之中，皮尔斯也是显得非常的兴奋，因为在这之前，皮尔斯还是并不会经常参加这种级别的研究项目的。毕竟皮尔斯在盛州大学材料学的实验室中，并没有宁晨、徐洲那么高的地位，而且因为皮尔斯的特殊身份，参与一下重大的研究项目，并不会是那么容易的一件事情。而这一次，宁晨能够主动让皮尔斯加入到这个项目之中，皮尔斯也不需要再担心其他的问题了。在宁晨讲述完了这个分支研究项目的一些注意事项之后，大家很快便开始了这个项目的准备工作。其实对于这种纳米丝线材料，宁晨一直是非常重视的，宁晨也觉得这种非常特殊的材料，其应用空间不只是进行一些攻击性行动那么的简单，而是很可能会在更多的领域上面，发挥其独特的作用。当然，这并不代表宁晨觉得，这种纳米丝线材料可以直接应用在太空电梯上面，因为这种材料还是有很多自身的局限性的，一旦将材料的体量进行方法，就会出现一些之前没有体现出来的缺陷之处。不过为了更好的看到这种丝线材料的缺陷，以便更好的对材料的结构进行修改，宁晨还是决定先按照原来的纳米丝线材料的结构进行实验。当实验进行了一段时间之后，让宁晨担心的事情果然出现了。随着这种纳米丝线材料的结构不断的累积，纳米丝线材料的轻便程度虽然在一直保留着，可是高强度的性能，却出现了急剧的变化。与之前的超高强度所不同的是，纳米细线材料在变得更粗之后，单位面积下的强度却出现了急剧下降的情况，这让实验组的成员们都不禁感到非常的失望。“看来这种纳米丝线材料，的确是存在着很多的局限性的。想要直接将其应用在太空电梯上面，肯定是一件不现实的事情了。”相比其他人那有些失落的情绪，宁晨还是显得非常的乐观的，至少目前宁晨对于所有的情况，都有着非常准确的预测。“这其实没什么好奇怪的，这就是材料在微观结果之下，与宏观结构之下的材料性能差异。这种纳米丝线材料，之所以能够在较为微观的条件下具有如此之高的强度，还是因为其自身的纳米结构造成的力学效应，而这种效应在宏观尺度之下，并不能直接转化为高强度，反而会因为其内部结构的缺陷，而造成强度急剧下降的情况……”听着宁晨的解释，大家也都逐渐意识到了这其中的问题所在。可是找到其中的问题，并不代表也能顺利的解决这样的问题，这个棘手的事情，让实验室中的成员们不禁都沉默了起来。因为按照现在的形势，并不是简单的对纳米丝线材料进行一些调整，就可以很快的应用到太空电梯之中的，这种微观性质与宏观性质之间的矛盾性，是一个理论上无法协调的问题。这就像蓝星上面的一些小型生物，在自己体型的尺度上面，表现出了一些非常强大的性质，但这些性质在更大的尺度之上，则是会快速的进行下降，这其中的原因都可以很容易的通过数学和物理知识去解释。无奈之下，徐洲看向宁晨，试探的问道：“宁老师，你对这个问题，有什么好的应对方式吗？”听到徐洲的话，宁晨沉默了几秒钟之后，给出了自己的回答：“这个问题虽然看起来非常的棘手，但也并非完全不可以解决。我们的纳米丝线材料，在强度上面是远远高于太空电梯对于材料强度的要求值的。因此就算我们通过一些方式，让它的单位强度下降一些，也并不是完全无法接受的结果……”在宁晨的解释之下，其他人也渐渐开始明白了宁晨的思路。“宁老师，你的意思是，我们可以通过某种方式，来平衡纳米丝线材料在微观上和宏观上面的强度性能差异？这种方式还真的是有一定的可行性的，只是具体我们到底要如何进行操作呢？”宁晨自然不只是想到了这个思路的大致方向而已，事实上，对于具体的操作方式，宁晨也同样有了一些自己的想法。“现在我能够想到的一种想法，就是通过在纳米丝线材料之中，额外增加碳纤维的方式，让这种纳米丝线材料转化为一种新型的纳米碳纤维复合材料。这样的方式，虽然可能会在一定程度上，影响到纳米丝线材料的微观强度和轻便化的性质，不过这些影响的程度，还是完全在我们接受的范围之内的……”顿了顿，宁晨继续说道：“最重要的是，这样的方法可以让材料在微观上和宏观上面的强度性质区域平衡，而不再出现那种微观和宏观之下，材料的性质相差非常巨大的情况。甚至无论是在微观还是宏观的情况之下，材料的性质都会是基本一致的。”听到宁晨的这个具体思路，大家在思考一番之后，纷纷给出了肯定的态度。“是的，宁老师，我也觉得这样的思路确实有很大的尝试空间。如果没有其他问题的话，我们接下来就按照这样的方式，来对纳米丝线材料进行改造吧。”…………接下来的时间里，项目组便按照宁晨的这个思路，重新开始了有关纳米丝线材料的研究工作。随着实验的逐渐进行，大家很快便收获了理想之中的实验结果，这种加入了碳纤维结构的新型材料，的确拥有着非常出色的宏观强度性质。这样的实验现象，让项目组的成员们都跟着振奋了起来，意识到他们想要实现最终的目标，是一件非常可能的事情。当然，这并不意味着这个方向已经彻底宣告成功，事实上，宁晨已经通过这些实验现象，逐渐意识到了仅仅依靠在纳米丝线材料之中加入碳纤维的方式，是无法彻底的实现他们的目标的。不过这样的结果也完全在宁晨的预料之中，在最开始的时候，宁晨便没有期盼仅仅依靠这样的一个方法，就解决所有的问题。而只有给宁晨提供足够多的实验数据，宁晨才能够更好的对后续的实验思路进行构造与分析。晚上回到自己的房间之后，宁晨便让自己进入到了专注状态之中，开始对现有的各项实验数据进行着分析和总结，并由此来思考其他可行的实验方向。当这样的分析和总结进行到一定程度之后，宁晨的大脑之中，也逐渐产生出了一些全新的想法。“按照这样的实验现象……如果我们能够在其中加入纳米晶技术的话，说不定就可以生产出完全符合我们要求的材料了。”所谓的纳米晶材料，简单的说，便是一种具有纳米级晶粒尺寸的材料，这种材料的一种显着的优点，便是其微观结构下的晶粒尺寸，要远远小于各种传统的材料。这让纳米晶材料不仅能够拥有非常高的强度，与此同时还会拥有着非常不俗的韧性和塑性，而这些性质，都是构成太空电梯的材料所非常需要的性质。而在宏观的尺度之下，纳米晶材料也依然会很好的继承这些性质，这让宁晨对于这个方向的探索充满了兴趣。不过这也并不意味着，按照这个方向进行研究，就一定可以解决所有的问题，因为太空电梯对于其组成材料的性质要求是非常的全面的，宁晨必须要综合考虑所有性质的变化，才能够找到最终最满意的一种答案。接下来的时间里，宁晨在大脑之中，反复模拟了数百种不同的材料设计方案，终于逐渐得到了自己理想之中的方案。“按照这样的方案进行材料的设计的话，最后生产出来的材料，是完全有希望作为太空电梯的材料的。之后我们需要做的，就是将这种材料给成功的制备出来，再去验证它实际的性质了。”宁晨心想道。根据之前宁晨的成功经验，这次实验的成功率至少也可以达到百分之八十了，当然具体之后他们会遇到哪些其他的问题，这还是现在所无法确定的事情。第二天，来到实验室，宁晨便向其他人讲述起自己昨天晚上的最新思路。