【加拿大都市網】受貝殼的啟發，美國桑迪亞國家實驗室(Sandia National Laboratories)的科學家們設計了一種用途廣泛的新材料。這種材料非常便宜、堅固、輕便且耐熱，可用於保護太空飛行器或聚變設施。
貝殼是出了名的堅韌，這要歸功於它們獨特的有機和無機材料交替層結構。強度由無機納米顆粒層提供，而有機蛋白質將它們「粘合」在一起，提供緩衝並防止裂縫在層之間蔓延。
桑迪亞的科學家們模仿這種結構來製造自己的材料。 在這種情況下，有機層由燒焦的糖製成的炭黑粉末組成，而無機層是二氧化矽。 這種聽起來簡單的材料不僅堅韌，而且非常輕便，每層僅重幾微克。
該團隊測量該材料的硬度超過 11 GPa，彈性模量（基本上為剛度）為 120 GPa。 它還展示出非凡的耐熱能力，研究人員在超過 1,150 °C (2,102 °F) 的溫度下對其進行了測試，並估計它能夠承受高達 1,650 °C (3,002 °F) 的溫度。
從實用性的角度看，最重要的一點是，這種新材料的生產成本非常低廉。 據該團隊稱，一塊 5 厘米見方的材料成本僅為25 美分。具有最接近的熱學和機械性能的鈹晶片(wafer of beryllium)，類似尺寸相比之下則需要數百美元。
錦上添花的是，這種材料製作起來相對環保，在生產過程中只需要添加乙醇（酒精）。
這種有趣的特性組合意味着新的貝殼啟發材料可能在太空飛行器的保護層中非常實用，因它能夠承受發射的熱量，並防止微小碎片的震蕩。 對於太空發射，將重量和成本盡量減低也至關重要，而且材料在這些方面也有幫助。
該材料還可以改善反應堆的保護層，例如桑迪亞自己的 Z 脈衝電源設施。這是一種實驗性電磁波發電機，這種材料可以抵禦熱量、輻射和碎片的衝擊。
圖片：Bret Latter
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