
马特·希普曼(Matt Shipman)是北卡罗来纳州立大学的科学作家和公共信息官。他写博客摘要和沟通分解,并将本文贡献给生活学的专家声音:专家和见解。
钢铁侠3还没有出去,但是前两部电影(和数十年的《钢铁漫画》)提出了一些有趣的问题,内容涉及科学家和工程师如何创建和利用新材料,例如《钢铁侠西装的能源》。
对于那些从流行文化中封闭的人来说,这是前两部《钢铁侠》电影的回顾:亿万富翁发明家托尼·史塔克(Tony Stark)创造了一个动力的外骨骼,使他实际上是超级大国。该诉讼最初是由虚构的电弧反应堆供电的,该反应堆在钯上运行。但是在《钢铁侠2》中,史塔克创造了一个神秘的新元素来为这套西装供电。 ((葡萄球菌?)。
Stark通过加速的过程开发了这种神秘元素,在该过程中,他使用各种技术来创建和测试新材料,以至于他在不到一年的时间内就在西装中使用了新材料。
“在现实世界中,将新材料从发现转移到应用程序可能需要20到30年。”Suveen Mathaudhu,美国陆军研究办公室材料科学部的计划经理,北卡罗来纳州州立大学的辅助材料科学教授和铁杆漫画迷。
马图胡说:“要解决社会的问题,我们需要找到一种方法来更快地做到这一点,我们是。” “材料科学界正在实施与史塔克一样的系统。”
Mathaudhu确实考虑到这一点 - 他是一个名为“ Comic-Tanium:Super Heroes的超级材料”的展览的共同策展人,该展览是由TMS基金会赞助的,并于今年夏天在toeum在匹兹堡。
Mathaudhu说:“例如,要创建新元素,Stark必须在三个维度上可视化它。” “但是传统技术通常只提供二维的图像。在过去的几年中,材料研究人员能够使用技术 - 例如原子探针断层扫描- 为我们提供原子量规模的3D材料图像。”
这些3D图像使科学家对材料的纳米结构有了更深入的了解,这反过来又使他们深入了解这些结构如何与材料的特性相关联。从某种意义上说,它是材料科学101。
材料科学的四个相互交织方面:加工或制造材料的制作方式;结构,或材料的原子,分子和晶体的排列方式;属性或材料的行为方式(例如,强度,弹性等);和性能,或在各种现实环境中赋予其整体特征的材料特性的组合。
从历史上看,调查这些领域的过程 - 可能需要数十年的时间 - 直到发现新材料后才开始。但这正在改变。钢铁侠提供了一个很好的例子。 [你也可以是钢铁侠...几乎这是给出的
玛图胡说:“在《钢铁侠2》中,斯塔克开始了通过定义他想要的绩效特征来创建他的新元素的过程。” “然后,他寻找可以赋予材料必要特性的原子结构。他要做的最后一件事是合成新材料。”
这种反向工程是材料研究的新模型。例如,几年前,美国国防部(DOD)正在寻找可以在新型起落架装备中使用的材料。材料科学家使用了国防部正在寻找的特定特征反向工程师从头开始。
这种方法是从高处获得支持。 2011年6月,白宫科学技术政策办公室发起了材料基因组倡议,既定的目标是将我们发现,开发和制造新材料的速度加倍。他们想如何做?通过追求托尼·斯塔克(Tony Stark)的范式,以确定您想要的材料,然后弄清楚如何制作。
玛图胡说:“我们距离创建一个复制器,“星际迷航”还有很长的路要走,但是现实正在更接近漫画和科幻小说领域。”
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