第720章 材料学的实操经验 二

挂断电话后，他立刻搜了一下“陈祥宝”这个名字。

不搜不知道，一搜吓一跳。

这位陈祥宝院士，是华国复合材料领域的绝对泰斗！

高性能树脂、耐高温复合材料、隐身涂层……他的名字，总是和国防重大装备的研发紧紧捆绑在一起。

这可不是在实验室发发论文的普通学者。

这是真正在国之重器上刻下过名字的巨佬！

……

徐辰看了看日历。

距离七月二十号，还有将近一个月的时间。

刚好。

趁着这大半个月的空档，先把最后几块理论拼图吃透。顺便稍微研究下那块系统奖励的高分子膜的基本属性，把它的物理机制给盘清楚。

到时候见了陈院士，也有点东西能聊。

……

又经过了十多天的理论学习，徐辰已经把材料学领域自己能学到到的理论都看遍了。是时候研究下材料的秘密了。

徐辰坐在舒适的沙发上，拉上窗帘，启动了系统的虚拟实验室。

下一秒。

眼前的书房消失。

取而代之的，是一座近乎无限延展的银白色实验空间。

恒温恒湿实验间、洁净涂布线、高温管式炉、电子束蒸镀设备、原子力显微镜、透射电子显微镜、同步辐射模拟平台……

各种现实中动辄几千万上亿的设备，在这里安静地排列着。

……

趁着调取样品的间隙，徐辰又沉下心，仔细摸索了一遍虚拟实验室的使用底层逻辑。

这里的核心法则是“完美的物理仿真”。一切物理特性、化学反应的热力学和动力学参数，都和现实世界保持着绝对一致。

最大的优势是，所有的器材和耗材都是由数据构成的。不用花钱买，不用等物流，报废了随时一键清理、瞬间重置。

不过，系统也不是无所不能的许愿机。

徐辰站在空旷的实验台上，试着在脑海中下达了一个指令：“系统，给我生成一块完美的聚变第一壁抗辐照材料。”

空气中毫无波澜，系统没有任何响应。

“果然不行。”徐辰撇了撇嘴。

虚拟实验室就像是一个极其严格、只认专业代码的“超级搜索引擎”。如果你自己都不了解某样东西的底层参数，系统是没法凭空捏造出来的。

想要生成一台仪器，你不能只喊“显微镜”，你必须在脑海中勾勒出“赛默飞  Titan  Krios  G4  型双球差校正冷冻电镜，300kV场发射电子枪”等具体参数，系统才会将它具现化。你想要一种耗材，必须明确它的纯度、晶相和分子量。

简单来说，材料必须是现实中客观存在、且被徐辰深刻理解的，才能被复制进来。

……

搞懂了规则，徐辰深吸了一口气，手腕一翻。

那块系统奖励的“可形变恒阻态导电高分子膜”，凭空出现在了他的掌心。

这款薄膜的宏观特性，早在他刚拿到手时，就曾悄悄借用北大物理学院的原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）粗略地观察过一次。只不过那次做贼心虚，不敢看得太细。

徐辰为了熟悉虚拟实验室的用法，先用万用表和拉伸机对它做了一系列基础测试。

随后，为了探究它真正的微观密码，徐辰直接在脑海中构建了一台参数极其奢华的双球差校正透射电子显微镜（Cs-TEM），并将薄膜切片放了进去。

随着放大倍数从一万倍、十万倍一路飙升到百万倍，薄膜微观下的真实面貌，毫无保留地展现在了全息屏幕上。

屏幕上，导电的高分子链呈现出一种极其诡异、却又充满某种数学美感的结构。

一根主干延伸出去，分出几根枝丫；枝丫再延伸，又分出更细的枝丫……如此往复，无穷无尽，仿佛是将一整片茂密的原始森林，硬生生压缩进了纳米级的二维平面里。

“确实是分形结构。”徐辰目光一凝，瞬间认出了这种大自然中最神奇的几何形态。

所谓分形，就是一种“自相似”的结构。简单来说，你把一片雪花放大一百倍，它边缘的形状和没放大前是一模一样的；你把一棵树的一根树枝砍下来，这根树枝本身看着就像一棵小树。海岸线、闪电、甚至人体的血管，都是典型的分形。

而在数学上，分形最迷人的地方在于，它的维度不是整数。

……

一条线是1维，一个面是2维。

但为什么会有非整数维度？

这涉及到豪斯多夫维数的概念。简单来说，分形之所以维度非整数，是因为它在微观尺度上的“填充密度”处于某两个整数维度之间。

比如你手里有一张平整的纸，假设没有厚度的话它是绝对的2维。现在，你把它揉成一个布满褶皱的纸团。这个纸团，它比平面的纸要复杂得多，在空间里占据了体积，但它内部又充满了空隙，并没有像实心铁球那样完全填满3维空间。

所以，这个纸团的维度，就介于2维和3维之间，比如可能是  2.5  维。

经典的“科赫雪花”分形曲线，维度是1.26维；大脑皮层的褶皱，大约是2.7维。

……

徐辰盯着屏幕上的纳米分形网络，结合数学LV.5的直觉和刚升级不久的材料学LV.3的天赋，脑海中灵光一闪，瞬间想到了这材料“电阻不变”的物理机制的一种猜想！

这原理说破天其实并不复杂。

你可以把这材料里的导电网络，想象成一棵长满无数分叉的“大树”。

平时当材料不受力的时候，这棵树是正常的形状，电流主要沿着粗壮的“树干”走，而那些游离在远处的细小“枝叶”并没有连接形成通路，这时的电阻，就是树干的电阻。

当你用力拉伸薄膜时，“树干”确实被拉长变细了，横截面变窄理论上电阻应该变大。但是在拉伸的过程中，原本那些没搭在一起的细小“树枝”，因为形变互相碰到了！它们搭在一起，形成了无数条新的并行短路通道，这就相当于弥补了树干变细带来的电阻增加。

反过来，当你压缩薄膜时，“树干”变粗，横截面变大电阻本该变小。但在压缩的挤压下，一部分树干被迫折叠、卷曲，陷入了三维分形结构的孔隙里。也就是主干的导电路径被迫绕了远路，这个效应刚好抵消了截面积增大的影响，让总体电阻保持在稳定的区间内。

拉伸的时候补通道，压缩的时候减少通道。

完美的动态平衡！

……


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