Black Panther: Mi a legközelebbi valódi világ anyag a Vibraniumhoz?

A Vibranium komolyan hasznos dolgok. A Marvel-képregények kitalált ércje, amely a wakandai afrikai nemzetből származik meteorit segítségével, Amerika Shield kapitányában, a tőrökben, és természetesen Panther Habitban, amely a Black Panther öltönyének bélése.

Nem létezik a világunkban, de azt akartuk tudni, hogy mely anyagokat csinál létezik a világunkban, a Vibranium összes tulajdonsága vagy egy része. Természetesen James Kakalios professzorhoz értünk A szuperhősök fizikája, hogy segítsen minket.

„Az a tulajdonsága, hogy elnyeli az összes rezgést” - mondja Kakalios. - Tehát ha megütsz, elnyeli az energiát, és feltehetően valamit csinál vele.

Kakalios rámutat egy nagyon fontos dologra, amire emlékeznünk kell e vita céljára, és ez az energia megőrzésének törvénye: az energiát nem lehet létrehozni vagy megsemmisíteni.

Ezt szem előtt tartva a Vibraniumot nagyrészt a Cap pajzsának összefüggésében fogjuk vizsgálni, ami valójában egy acél-Vibranium ötvözet. Az acél a pajzsot merevnek és merevnek teszi - nagyszerű, hogy erős ütésekre álljon, és károsodást okozhasson -, de a Vibranium megtartja az erőt az említett nehéz fúvóktól az átvitelig a Capra. Az anyagok párhuzamosan működnek, lehetővé téve Amerikának a kapitányt, hogy megvédje magát a pajzscal és fegyverként használja.

A Vibranium kulcsfontosságú eleme a rezgés elnyelésének módja. Tudva, hogy mit csinálunk az energia megőrzésének törvényében, a vibrációs energiának valahol el kell mennie. Szóval ez történne?

A Kakalios egy adott jelenetre mutat A bosszúállók a Thor kalapácsa, Mjolnir, megérinti a Cap pajzsát, és fényes villanást eredményez. Miért ez jelentős?

Mert az energianak a rezgésről fényre történő átalakításának lehetősége.

„Ha valahogy megfordítanánk az atomok rázkódását, az atomok rezgését, ezek a nyomóhullámok, amelyek az energia robbanás következtében eltömődnek, és amit a pajzs elnyelt, és fényké alakítja át, az energia fotonokká”. mondja Kakalios, „ami még mindig megfelelne az energia megőrzésének szabályainak, és hatékony módja annak, hogy elnyelje a rezgéseket, valódi típusú vibraniumot.”

Ez vezet a mi nagy kérdésünkhöz ebben a beszélgetésben: Ez lehetséges?

Teljesen. A jelenséget „sonolumineszcenciának” nevezik, és ez nagyon valóságos. Az alábbi klip a sonolumineszcenciát mutatja a hanghullámok áthaladásával egy buborékban egy folyékony tartályban, ami a buborék kibontakozását és később összeomlását okozza. Amikor összeomlik, a buborékban levő gőzmolekulák együtt rohannak és hőt adnak ki, és - kitaláltad - könnyű. Fényes, kék fény.

Nem tudjuk pontosan ezt egy pajzsra használni, de az elmélet hangosan (szó szerint), és ez nagyon csodálatos. Hol hagyja nekünk az anyagokat?

A Vibraniumhoz hasonló viselkedés szemléltetéséhez Kakalios beszél egy bowlinggolyó ablakból való kivonásáról. Ha eldobja a bowling golyót a járdán, akkor kapsz egy repedést. Ha a homokba dobod, akkor kapsz egy krátert. Miért?

„Mivel a szabadon mozgatható szemekből álló homok, a hulló bowlinggolyó energiája gyorsan elterjedt sok, sok homokszemben” - mondja Kakalios. „Az a tény, hogy a homoknak ez a sokféle szabadságszintje, és könnyen eloszthatja az energiát, nagyon jó ütéscsillapítóvá teszi.”

Szóval ez azt jelenti, hogy… homokból készült pajzsokat kellene kapnunk?

Nem pontosan. De ez az elképzelés arról szól, hogy milyen tulajdonságokkal kell rendelkeznünk az anyag atom- vagy részecskeszerkezeteiben annak érdekében, hogy életképes helyettesítő legyen.

Kevlar nyilvánvaló kiindulópontja. Hosszú láncú szerves molekulákból készült, a Kevlar talán leginkább a golyóálló mellényekben való alkalmazására.

„Ez történik, hogy ezek a hosszú láncú molekulák, a kémia sajátos aspektusai miatt, nagyon merev struktúrákat képeznek be” - mondja Kakalios.

Kakalios a fémek, például az ólom és az acél tekintetében magyarázza.

„Az acél, ólom, olyan dolgok, amelyeknek bizonyos ellenállása van a golyó ellen, mert az érintett atomok nagyon nagyok és nehézkesek, és ezért sok energiát igényel, hogy mozgassa őket” - mondja Kakalios. „Kevlar könnyebb súlyú atomot használ, de az egyedülálló kémia és az, hogy mindegyikük egy nagyon merev szerkezetbe zárnak, nagyon nehéz megszakítani ezeket a kötéseket, és az atomokat elhagyni az útból.”

Még Kevlarnál is erősebb a grafén, amely kötődött szénatomokból áll. Szuper vékony és képes a golyóálló gömbbiztosabbá tenni, mint az acél. Valódi, és ez is része a képregényeknek.

Tavaly Kakalios írt egy cikket vezetékes hívott A varázslatos golyóálló anyag, amely vasembert adott, adja fel a vasat. Ez az anyag? Grafén természetesen.

Habár még nem állítunk pontosan nagy grafénlapokat a Vibranium-szerű célokra, talán a legközelebbi dolog, amit valódi Vibraniumnak kell megtenni.

„Mert az összes kötés szuper erős a grafén síkjában… így nagyon nehéz őket megtörni” - mondja Kakalios.

A másik standout elem? A grafén sebessége a többi anyaghoz képest szuper gyors.

„Tehát ez azt jelenti, hogy ha valamilyen hatású lövedékből érkezik valamilyen kinetikus energia,” mondja Kakalios, „hogy az energia a szénatomokat vibrálja, de mivel a hangsebesség olyan gyors, a vibrációs energia nagyon gyorsan elterjedt a A grafén síkja és az energia hígul, és így nincs esélye arra, hogy üljön és megszakítsa a szénatomokat együtt tartó kémiai kötéseket, és ha nem tudja megszakítani a kötéseket, akkor a golyó nem jut át ​​a anyag."

Mit jelent ez az IRL kapitány Amerika Shield számára? Nehéz megmondani, de a grafén néhány érdekes lehetőséget kínál. Ugyanígy, ahogy a gépalkatrészek és a fúrószárak gyémánt bevonatúak, a Kakalios azt jelzi, hogy a grafén bevonat potenciálisan jelentős ráncot okozhat.

- Nem szeretném megjósolni, hogy mindössze egy acél pajzsot grafénnel kellett bevonnod, és kaptad a Cap pajzsát - mondta Kakalios -, de ez egy út, amit érdemes követni.

Ne hagyjuk ott megállni, bár - a grafén valószínűleg a legjobb anyag, amellyel a Vibranium valódi egyenértékének … most. De vannak olyan emberek, akik nanokompozit szerkezeteken dolgoznak, és olyan anyagokat fejlesztenek ki, amelyek nanorészecskéket használnak, amelyek úgy hatnak, mint a homok, a bowlinggolyó-kivágott ablakon.

„Amit az emberek csinálnak, olyan struktúrákat hoznak létre, amelyekben más kis nanorészecskék vannak, és amikor az energia valamilyen robbanásból vagy valamilyen ütközésből származik, az energia a nanorészecskékre terjed ki” - mondja Kakalios. „Sok energiát terjeszthetnek sok atomra, hogy egyetlen atom sem viselje el ezt a terhet, és így ne szakítsa meg a kémiai kötéseket, és ne hozzon létre semmilyen repedést.”

Az ilyen anyagok lehetséges alkalmazásai? Jobb páncél, például. Úgy hangzik, mintha egy képregényről lenne szó, ugye?

„Elnyeli a labda energiáját, és gyorsan elterjed. Nem átalakítja az energiát a fény fotonjaivá, de elterjedt a több szabadságfokból, hogy senki sem szenvedjen katasztrofális szünetet.

Miközben még nem vagyunk teljesen az SSR-kérdés színpadán, a Vibranium pajzsok még mindig olyan anyagok, mint a nanokompozit technológia, a kevlar és a grafén, adnak nekünk néhány olyan tulajdonságot, amit Vibraniumban látunk földönkívüli meteoritok nélkül. Persze, Vibranium kitalált, de néhány tulajdonsága tud megtalálható a valós világban, és ez elég hihetetlen.

Ezt a cikket eredetileg 2016. május 20-án tették közzé, és új információkkal frissítették.