如何成为蝙蝠侠?

作者:公子大白来源:蝌蚪五线谱发布时间:2016-04-13

在电影《蝙蝠侠大战超人》中,蝙蝠侠继续帅得拉风。谁没有一个“超级英雄”梦呢?但是想成为超人是不可能了,要成为蝙蝠侠却并非不可能。因为蝙蝠侠可不是超人,他只是一个普通的人类而已。你是否想成为蝙蝠侠救危济困?也许在看过本文后,你也会成为一名真正的超级英雄哦!

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《蝙蝠侠大战超人》剧照

        蝙蝠侠有什么装备?其原理是什么?

  要成为蝙蝠侠,当然不仅仅是有韦恩工业台这么简单。但是,如果没有韦恩工业的科技装备,那蝙蝠侠充其量也不过是一个武士罢了。所以,装备还是很重要哒。那么,蝙蝠侠都有什么装备呢?下面我们就来从头到脚一一列举。

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蝙蝠侠装备

        1. 蝙蝠头盔

  作为最重要的装备之一,蝙蝠头盔承担了许多责任。它要保护蝙蝠侠的脑袋,也要掩盖蝙蝠侠的身份。当然,就算是塑料的,戴上后也不会被人认出来,但是蝙蝠头盔可不是塑料的。蝙蝠头盔的主体是石墨构造。但是单纯的石墨其实是脆性材料,很容易折断损坏。可见,蝙蝠侠的头盔一定是复合材料,或者说,应该是碳纤维复合材料。这种材料在航天工业中都有所应用。碳纤维复合材料(CFRP)是以树脂为基体,碳纤维为增强体的复合材料。这是在20世纪60年代中期兴起,至今方兴未艾的一种材料,这种材料的优点包括:

(1) 密度小,与镁相当,是其他几种金属材料密度的0.20~0.57倍,使用碳纤维的头盔比金属头盔要轻30~40%。

(2) 比强度(材料的拉伸强度与密度之比)和比模量(弹性模量与密度之比)都很高。其比强度比钢高5倍,比铝合金高4倍;比模量则是其它结构材料的1.3~12.3倍。

(3) 碳纤维是一种各向异性材料,在各个不同的方向上,物理性能完全不同。这就有利于设计出非常符合脑袋外形或者奇形怪状的东西(比如蝙蝠侠那俩耳朵)。设计者可通过选择合适的铺层方向和层数来满足强度、刚度和各种特殊要求,以获得满足使用要求、具有最佳性能质量比的复合材料结构。

(4) 抗疲劳性好。碳纤维复合材料的疲劳极限可以达到拉伸强度的70%~80%,比金属材料提高一倍。

(5) 抗震性好。可以吸收很大的能量,阻尼高。

(6) 耐高温,耐烧蚀。拿火烧是根本没用的。400摄氏度高温下不会变性。金属材料早就化了。

(7) 破损安全性高。由于材料内部是一根一根的纤维,就算断了一根还有其他撑着,绝对不会直接破碎。

(8) 可以整体成型。蝙蝠头盔就是整体成型的产物,一次性制造完成,没有任何连接部件。使用拉拔、注射、缠绕、铺放等技术,一次成型。完全看不到接缝耶!

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  但是,碳纤维是不防弹的。因为断裂延伸太小,单位面积的弹击吸能较低,换句话说,一颗子弹打上去,立刻就被穿透了。于是,需要在表面再涂一层防弹材料。这就是芳纶、聚乙烯纤维。目前,美、英等发达国家采用的防弹头盔都是芳纶材质。这些材料与防弹衣不同,是硬质的。其变形能和断裂能很高,可以吸收子弹的能量。子弹到达材料时,能量以冲击波形式传播。包括横波与纵波。纵波的主要形式是压缩波,横波的主要形式是剪切波。材料经过高速压缩、剪切破坏、拉伸破坏、背凸形成和回弹这五个阶段,彻底阻止子弹进入材料内部。这就是防弹纤维的原理。当然,头盔里还有夜视仪、热像仪、声纳仪、防毒面具、微型无线电接收器和对讲机系统,其原理大家基本都懂,在此就不说啦。仅仅一个头盔就这么多学问,其他的还了得?

        2. 蝙蝠盔甲

  据说,最新版的蝙蝠侠盔甲由双层加强型钛合金面板和聚酯纤维构成。蝙蝠盔甲使用的聚酯纤维一定是经过改性的,说白了就是一种化纤。其实,很多衣服都是由聚酯纤维制造的。国际产量很大,2002年底,全球聚酯纤维产量为2100万吨,占全部化纤的63%。这种材料完全可以非常舒适,采用多层复合材料,在抗冲击的前提下,内层材料可以吸汗,外层材料可以快速排出水分,这都是通过化学、物理、工艺改性做到的。常规聚酯纤维是不吸水的,因为没有亲水基团。通过化学改性,加入亲水基团后,就获得了吸湿的能力。

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  钛合金在航空工业被运用得很多。它也是一种轻质材料,比普通金属如铁、铝都要轻得多(当然也贵得多)。如美国产的Ti-555 合金,这种材料的强度高,韧性好,抗拉强度达到 1450兆帕斯卡以上,且冷加工性能优异。钛合金材料耐高温,在540摄氏度时毫无压力。它抗氧化,耐油,不容易变形。但是钛合金的问题是,强度高时,塑性和韧性会降低,所以还是有问题的。

        3. 蝙蝠护臂手套

  这个手套最大的特点是仿生壁虎的粘附力。壁虎的粘附是可逆的,这种力量来自壁虎爪端的多尺度微纳结构,形成了范德华力。

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  壁虎的脚上排列着密集的刚毛,每平方毫米就有5000根长度在30~130微米的刚毛。每只脚趾上有数百万根刚毛。每根刚毛上还有400~1000根直径为200纳米的分叉。如此产生的范德华力(也就是分子吸引力,是中性分子间一种微弱的电磁引力)完全足以支撑壁虎的体重。而且环境湿度越大,其粘附力越强。关于脱粘,主要是利用了材料的各向异性。向不同方向时,刚毛的粘附性能完全不同。

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  目前,制造类似壁虎刚毛结构,使用仿生材料有多种方法,包括物理、化学、生物技术等。现在。爬壁机器人的应用越来越广泛,利用的技术也有很多,比如AFM刻蚀法,氧化铝模板孔洞注入成型、电感耦合等离子体刻蚀(ICP)技术,阵列纳米碳管的制备、光刻技术,反应性等离子体干刻蚀法,负压吸附等。有一些壁面清洗机器人已经被投入使用。那么,蝙蝠侠有这么个手套,大概也不是很难实现。虽然目前还不行,因为在目前的大多数模仿刚毛的材料中,纤维都会互相粘结,造成接触面积降低。不是性能不好就是寿命太短。虽然蝙蝠侠不差钱,但还是不行。

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