第69章,簡并態材料

材料科學作為最基礎的學科，一直以來都是決定了整個國家、文明科技水平的重要東西，也是這些年來帝國一直大力發展的基礎學科之一。

不過想要制造出能夠滿足曲速引擎所需要的材料可不是一件容易的事情，因為曲速引擎強大的性能，理論上來說只有簡并態級別的材料才能夠滿足曲速引擎，但簡并態材料可不同于一般的材料。

簡并態材料是一種從原子角度打造的材料，理論上來說還有中子角度打造的材料、夸克級別的材料，可能說到原子大家可能還不是很能夠理解這種材料的強大，如果說道中子星、黑洞，大家就可能知道這種材料的強大之處了。

隨著微觀科學技術的發展，使得人們有可能在原子尺度上人工合成材料，例如，原子團簇、團簇材料、線性鏈、多層異質結構、超薄膜等，這些材料的特征是維數低，對稱性減小，幾何特征顯著。

但也僅僅是有可能，真是實際操作起來的時候，很難真正意義上的說從原子的角度去打造自己所需要的材料，原子的單位實在是太小了，現在的科學技術頂多就只能做到納米級別，而原子比納米還要小的多。

首先我們要先了解下他們的大小，納米是長度單位的一種，1納米是1米的十億分之一，記作nm。1納米等于10個氫原子一個挨著一個排成一列的長度，因為每一種原子的直徑大小都是不一樣的，所以1納米可能等于幾十個其他元素原子的排列的長度。

20納米差不多相當于1根頭發絲的三千分之一！

而我們通常所說的納米技術，是指在納米尺度（100納米到0.1納米）的范圍內研究物質所具有的特異現象和特異功能，通過直接操作和安排原子、分子來創造新物質材料的技術。

而納米技術的出現首先得益于能夠放大千萬倍的掃描隧道顯微鏡（STM）的發明，掃描隧道顯微鏡的發明使得科學家們能夠在納米角度去觀察這微觀的世界。

從20世紀90年代初起，納米科技就得到了迅猛的發展，像納米電子學，納米材料學，納米機械學，納米生物學等等新學科不斷涌現，納米科技是科學家們語言的未來改變人類歷史的9大科學之一。

而事實上，當今的科學家雖然能夠通過STM技術去觀察原子層面的信息，并且對原子排列結構進行一定的影響。

比如1990年的4月，美國IBM的兩位科學家在用STM觀測金屬鎳表面的氙原子時，由探針和氙原子的運動受到啟示，嘗試用STM針尖移動吸附在金屬鎳上面的氙原子，將35個氙原子在鎳的表面排列出5原子高度的“IBM”的結構！

而華夏科學院的科學家們也利用納米技術，在石墨的表面通過搬遷碳原子的繪制出世界上最小的華夏地圖，只有不到10納米的大小。

而此后科學家們對于移動各種原子擺出各種圖案樂此不彼，硅原子、硫原子、鐵原子，一氧化碳分子、鐵基分子……

從這里我們就可以知道，科學家們目前能夠實現的就是稍微的移動一些原子，在物體的表面擺出各種圖案，并不能真正意義的上對原子結構進行立體的打造和構建，同時更沒辦法大規模的、快速的去在原子角度打造新材料。

但是即便是這樣，只能很簡單的移動一些原子，在表面進行一些原子排列的構造，科學家們也制造出了如今各種紛繁復雜的納米材料，在銅的表面對銅原子的結構進行人為的排列，也能讓銅的強度增加5倍。

我們都知道金剛石也就是鉆石和石墨、焦炭，他們構成的原子其實都是一樣的，那就是碳原子，但是這些材料的性質卻相差的天差地遠，單單就硬度而言，金剛石是自然界最硬的材料，而石墨和焦炭的硬度就非常低了。

而造成這種差異的原因就是碳原子的結構，金剛石的原子結構每個碳原子都以SP3雜化軌道與另外4個碳原子形成共價鍵，構成正四面體。由于金剛石中的CC鍵很強，所以金剛石硬度大，熔點極高；又因為所有的價電子都被限制在共價鍵區域，沒有自由電子，所以金剛石不導電。

在石墨結構中，同層的碳原子以sp2雜化形成共價鍵，每一個碳原子以三個共價鍵與另外三個原子相連。六個碳原子在同一個平面上形成了正六連連形的環，伸展成片層結構。

這里CC鍵的鍵長皆為142pm，這正好屬于原子晶體的鍵長范圍，因此對于同一層來說，它是原子晶體。在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道，它們相互重疊。電子比較自由，相當于金屬中的自由電子，所以石墨能導熱和導電，這正是金屬晶體特征。

簡單通俗易懂的來說就是金剛石的碳原子結構是立體的，所有的碳原子互相直接構成正四面體，是立體形式的結構。

石墨的結構是碳原子在同一平面上形成正6邊形的環，形成片層的結構，也就是一層層的碳原子，但層與層之間的碳原子之間是沒有連接的，這是平面式的結構。

一個立體正四面體結構，一個平面正六邊形結構，造成了金剛石和石墨兩者之間的材料性質天差地遠，其價值也是云泥之別，金剛石的售價是按克拉來計算，石墨的價格是按噸來計算，價值相差何止億萬倍！

帝國想要研究出用于曲速引擎使用的材料，就是要從原子立體的角度去構建材料，化腐朽為神奇，比如將鐵的原子角度也像金剛石一樣，變成正四面體的立體結構，那么會得出什么樣的材料？

“難啊！”

李復想到這里就忍不住皺起了眉毛，簡并態材料并非一般的材料，要從非常小的微觀角度去打造，傳統的材料合成、鍛造技術，無法就是高溫、高壓、低溫、捶打、合成等等方法，可是這些方法，帝國的科學家們早就已經研究到了極致，根本就不可能打造出簡并態材料。

“難道一定要用文明種子之中的方法？”

得到大漢科技帝國文明種子的李復自然是從文明種子之中知道很多種方法可以獲得簡并態材料，像大漢科技帝國這種超級文明，他們獲得簡并態材料、夸克材料的方法非常簡單，開采中子星和黑洞。

以帝國現在的科技，光是想一想都覺得有些天方夜譚，中子星的質量、黑洞的強大，根本就不是現在的科技所能夠征服的。

當然即便是超級文明也是一步步慢慢發展起來，大漢科技帝國早期的時候獲得簡并態材料的方法則是利用強大的磁場束縛能力來打造簡并態材料。

“看來也只能用這個辦法，也是目前帝國科技所能夠采用的唯一方法，像什么空間壓縮、空間折疊、空間坍縮等等這些方法，帝國現在根本就不可能。”

李復思索許久，現在都已經到了22世紀了，帝國百年科技計劃也已經實行了20多年，可是帝國在研究曲速引擎方面卻是沒有什么實質性進展，當然厚積薄發、厚積薄發，在厚積的階段自然是看不出什么的，只有出成果之后才會知道這些年來的努力是不會白付出的。

就像是成功一樣，別人只會看到你的成功，卻并不會看到成功背后你付出了多少的心血和汗水；就像是懷孕一樣，別人只看到你肚子不斷的變大，卻不知道為了懷孕中過多少的子彈。

李復陷入沉思之中，卻沒有注意到陳彬、余亮、曹海濤、屠學理等人的到來，來人一個個臉上帶著笑容，顯然心情是相當的不錯。

“復哥，在想什么呢？”

余亮咧著嘴，看著李復沉思的樣子，笑著問道。

“我在想簡并態材料的事情，現有的方法都很難從原子角度去塑造材料，看來我們要進行創新才行。”

李復笑了笑，示意大家隨意坐下，不用太客氣。

“學理，日本人走了？”

看到屠學理也過來，李復笑著問道。

“嗯，全部走了，他們原本還想拜見您，不過被我給擋下了，他們這一次過來是想要和我們帝國建交，還將王羲之的‘蘭亭序’真跡都帶過來了，不過被我給拒絕了，隨便給他們挖了一個坑。”

“讓他們不斷的對外擴張，以北川星系現在的位置來看，估計要不然多久，他們很快就會到強大的外星文明，到時候就有好戲看了。”

屠學理恭敬的說道，在場的眾人可都是帝國的元老，又是長輩，他即便是帝國的總理，也是要恭恭敬敬，特別是面對李復，更是如此。

不過說道自己給日本人挖坑的事情，他也是臉上露出了得意的笑容，似乎看到了未來日本人凄慘的下場。

宇宙霸業 第69章,簡并態材料