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事關(guān)科學(xué)儀器！2025年國(guó)家顛覆性技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目申報(bào)開(kāi)始
2025年度國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃顛覆性技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)專(zhuān)[詳細(xì)]
如果“三體人”進(jìn)攻地球怎么辦？
——向可受超音速撞擊的蛋白質(zhì)材料問(wèn)好！
2022年12月26日 08:51:50
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：吳吳吳 點(diǎn)擊量：5113
有什么東西可以攔一攔嗎？
近日，英國(guó)肯特大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于蛋白質(zhì)的可以經(jīng)受超音速撞擊的材料——踝蛋白沖擊吸收材料(TSAM)，這是世界上已知的第一個(gè)能吸收超音速?gòu)椛錄_擊力的合成生物學(xué)材料，該材料可用于研究太空和高層大氣之間的超高速撞擊，也可用于開(kāi)發(fā)下一代防彈裝甲。
據(jù)了解，航空航天部門(mén)主要利用撞擊能量耗散材料來(lái)完成空間碎片、空間塵埃、微流星體的捕獲和保存，這些捕獲的彈丸能夠幫助我們了解航空航天設(shè)備的所處環(huán)境，助力航空航天設(shè)備的設(shè)計(jì)，提高宇航員的安全性和航空航天設(shè)備的壽命。
氣凝膠是世界上公認(rèn)的最輕的固體納米多孔材料，是目前進(jìn)行彈丸捕和保存的重要材料，主要通過(guò)將彈丸動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和熱能來(lái)實(shí)現(xiàn)能量耗散。但是，由此而產(chǎn)生的溫度升高會(huì)被氣凝膠的絕緣性進(jìn)一步增強(qiáng)，導(dǎo)致其氣凝膠結(jié)構(gòu)的熔化，再加上升溫可能會(huì)損害被捕獲彈丸的結(jié)構(gòu)，改變其化學(xué)成分，并讓氣溶膠在撞擊之后產(chǎn)生不可逆的損壞。
踝蛋白(Talin)是細(xì)胞的“天然減震器”，據(jù)了解，踝蛋白分子包含了一系列的二元開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域隨著張力的升降打開(kāi)或折疊，能夠使人體免受較大力量的影響。因此，在研究人員利用踝蛋白合成TSAM，TSAM顯示出了超強(qiáng)的減震特性。
為了檢驗(yàn)TSAM作為一種沖擊吸收材料的性能，研究人員測(cè)試了TSAM在1.5公里每秒的超音速?zèng)_擊下的性能。相比之下，太空粒子通常以大于1公里每秒的速度撞擊自然物體和人造物體，槍口速度在0.4-1.0 km/s之間。
實(shí)驗(yàn)中，研究人員就TSAM在撞擊中生存的能力、撞擊鋁背板前降低彈丸力的能力和保存狀態(tài)下捕獲彈丸的能力進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TSAM完全吸收了玄武巖鉛彈的沖擊，并很容易去除捕獲的彈丸，使之得以保存。
由此，TSAM在航空航天領(lǐng)域的適用性被證實(shí)。此外，研究人員表示TSAM材料也可應(yīng)用于軍工領(lǐng)域，為傳統(tǒng)裝甲提供更輕便、更耐用的替代品。目前的防彈裝甲雖然能夠有效阻擋子彈和彈片，但在受到撞擊后減輕鈍傷動(dòng)能的方面仍沒(méi)有有效解決方法，且在受到撞擊后裝甲的結(jié)構(gòu)通常會(huì)受到不可逆的損害，阻止進(jìn)一步的使用。
現(xiàn)在讓咱們回到開(kāi)頭的問(wèn)題，如果“三體人”進(jìn)攻地球怎么辦？TSAM材料可以攔得住撞擊嗎？答案是，攔不住。根據(jù)《三體》的原著描寫(xiě)，三體文明發(fā)射的“水滴”在前往地面摧毀引力波發(fā)射塔的過(guò)程中達(dá)到了25000千米每秒的最高速度，當(dāng)然攔不住。
現(xiàn)實(shí)不是三體世界，科技沒(méi)有被鎖死，仍在一步步發(fā)展。但攔截太空碎片、小流星這種事對(duì)小編來(lái)說(shuō)還是有點(diǎn)賽博朋克了，面對(duì)浩瀚無(wú)垠的宇宙，讓我們向TSAM問(wèn)好！
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