第70章 低维态材料
作者:半子先生    更新:2025-07-25 20:58
  在等钱老的这段时间。
  刘阳也没闲着,把可控核聚变的完整版也抄了出来。
  之前自己做的只是简易版,现在各种条件具足,是时候拿出完整版了。
  考虑到可控核聚变原材料的因素,刘阳还是选择了氘氘聚变的反应模式。
  无穷无尽的大海里氘含量简直是取之不尽用之不竭。
  用之作为核聚变的原料真的是再合适不过了。
  小型的可控核聚变反应堆无论是放在船舶、飞机、潜艇这样的平台上。
  还是放在地面作为民用供电那是绝对足够了。
  大不了多装两个就是了。
  可控核聚变相比“蝗虫无人机”难度就大了不少。
  就算刘阳给了可控核聚变的全部详细图纸,如果只是这样的话。
  凭目前的人类科技还是没办法做出来的。
  除非只是制作之前魔都科技学院3号楼里的简易版。
  要制作能长时间保持稳定运行的可控核聚变装置,绕不过去的就是材料。
  各种各样的新型材料。
  比方说低维材料。
  所谓的低维材料,简单来说就是将自然界中的三维态材料,通过技术手段压制到更小级别的厚度。
  比如压制到原子级厚度,那么得到的就是二维材料。
  二维材料的概念源于20世纪对材料稳定性的理论争议。www.bugexs.com 不格小说网
  1966年有理论物理学家提出二维晶体在有限温度下无法稳定存在的论断。
  但是2004年,曼彻斯特科学家用胶带剥离出单层石墨烯的实验,改写了这个论点。
  这就是人类社会的首个二维材料,原子级厚度的石墨烯。
  石墨烯实验的成功验证了二维材料的可行性。
  于是后面就有了对二硫化钼、氮化硼等层状材料的剥离实验。
  不过石墨烯、二硫化钼、氮化硼等本身就是层状结构体系。
  他们的三维形态本身就是一层一层堆叠起来的,就好比千层饼一样。
  层内是依靠共价键、离子键或者说金属键来结合。
  而层间依靠的是相对微弱的范德华力。
  所以这种层状结构体系的材料相对比较容易剥离,从而实现材料的二维化。
  只不过在人类已知的材料体系中97.5%的材料都是非层状结构的。
  如何制备这些材料的低维形态?
  尤其是金属,金属的原子在任何方向都是跟周围原子有强金属键相互作用的。
  形成的结构是一种强金属键的三维致密网络。
  若想实现金属的低维化,简单来说就是要把整个金属结构压平,而且还不能压散。
  假如一张3米见方的金属薄板,制备成原子级厚度的二维金属化。
  这张二维金属平面,能铺满整个燕京。
  材料的低维化,会引发材料的质变。
  单原子材料会在光学、电学、力学等领域表现出与三维本体完全不同的优异特性。
  也就是说在不同的尺度,材料会有呈现完全不同的物理性质。
  载流子迁移率、导热系数、极致的力学强度、比表面积等等。
  同样的材料在三维状态下和低维状态下的表现截然不同,甚至有的参数天差地别。
  比如将铜从三维状态,制备成原子级的二维态金属。
  导电性会比铜在三维状态下高3倍。
  因为电流只能在一个原子厚度的平面中传播,而不是像以前那样上下乱窜。
  只有单原子厚度,自然就相比三维态下的多原子厚度的电阻要小。
  损耗更低,电流流速也更快。
  这还只是铜形态改变导致的材料物理性质的质变。
  三维金属引领了人类文明的铜器、青铜和铁器时代。
  但是若想将人类文明推动到下一个阶段。
  低维材料是绕不过去的门槛。
  目前人类在低维材料的研究龙国走在了最前列。
  已经实现了对三维金属的二维态的大规模制备。
  任何一项新技术要从实验室中走出来,最后转化为生产力。
  工程化就是必须要通过的一道关卡。
  这就是从科学,到技术,再到工程落地的残酷现实。
  比如,科学家在实验室里使用激光蒸镀出几平方厘米的原子级薄片。
  就好比是用钻石切割机,雕刻出了一根牙签,它的精度当然会非常高。
  但是一旦考虑成本,就非常不合算了。
  2万美刀一克的造价会导致它没有任何市场价值。
  所有真正改变世界的产品都要经历从科学发现,到技术论证,再到工程化三个过程。
  也就是从实验室到生产车间,最后到超市货架。
  工程化就是要解决新技术能否大规模生产和制备。
  如果能大规模制备和生产之后能不能获得稳定的产品。
  其中最重要的是不是能够用可控的成本去大规模的生产。
  不解决工程化的问题,再新的科技也无法转化为生产力。
  2025年3月龙科院的物理研究所就成功的解决了二维金属工程化的这个难题。
  实现了人类社会首个原子级二维金属材料的大面积制备。
  生产出来的原子级二维金属, 整个厚度为0.1纳米的单原子层金属(相当于头发丝的二十万分之一)。
  安德烈.盖姆和科斯提亚.诺沃肖诺夫,两人是研究单原子材料的科学家。
  只是把用胶带粘在纯度很高的石墨材料上。
  然后撕下来,就得到了单层原子的石墨烯,也就是石墨的的二维状态。
  凭此二人就获得了2010年的诺贝尔物理学奖。
  解决不了工程化的难题,石墨烯就没办法真正转化为生产力。
  目前的石墨烯生产中。
  微机剥离法效率低,气相沉积法成本高不说,能沉积出多少层的石墨只能看天意。
  外延生长法和氧化石墨还原法在大规模生产时面临质量控制的困难。
  所以十几年过去了,石墨烯的量产还遥遥无期。
  这次龙科院物理所是已经解决了工程化问题才发表的学术论文。
  龙国科学家真的非常厉害。
  本来低维材料就是刘阳一个主要用功的方向。
  材料问题解决了,很多设计才能实现。
  既然二维金属的量产已经实现。
  刘阳决定把科技树中更多的二维材料生产工艺抄出来。
  针对不同的材料采用不同的生产工艺。
  可以节省物理所的研究时间,把注意力放到多种材料的二维制备上来。
  已解决各行各业以新换旧的问题。
  尽快的把新材料在龙国的各行各业中快速的推广运用起来。
  阅读开局上交核聚变,能给份工作吗?最新章节 请关注雨轩阁小说网(www.yuxuange.com)