如何成为超级英雄蝙蝠侠

作者:蝌蚪 来源:读者校园版

  在电影《蝙蝠侠大战超人》中,蝙蝠侠继续帅得拉风,尽管在现实生活中想成为超人是不可能的,但要成为蝙蝠侠还是有可能的。当然,要成为蝙蝠侠,装备是很重要的。如果没有韦恩工业的高科技装备,蝙蝠侠充其量也不过是个武士罢了。那么,蝙蝠侠都有什么装备呢?

蝙蝠头盔

  蝙蝠头盔作为蝙蝠侠重要的装备之一,承担着保护他脑袋的任务,同时也掩藏了他的真实身份。蝙蝠头盔是以石墨为主的复合材料,应该是碳纤维复合材料。这种材料在航天工业中被广泛应用。碳纤维复合材料是以树脂为基体、碳纤维为增强体的复合材料,兴起于20世纪60年代中期。这种材料的优点包括:①使用碳纤维复合材料的头盔的重量是金属头盔的1/3~2/5,它的密度是其他几种金属材料密度的1/5~1/2。②比强度(材料的拉伸强度与密度之比)和比模量(弹性模量与密度之比)都很高。其比强度是钢的5倍,比铝合金高4倍;比模量则是其他材料的1.3~12.3倍。③它是一种各向异性材料,在各个不同的方向上,物理性能完全不同。这就有利于设计出非常符合脑袋外形或者奇形怪状的东西(比如蝙蝠侠的两只耳朵)。设计者可通过选择合适的铺层方向和层数来满足强度、刚度和各种特殊要求,以获得满足使用要求、具有最佳性能质量比的复合材料。④碳纤维复合材料的抗疲劳性比金属材料高1倍,疲劳极限可以达到拉伸强度的70%~80%。⑤抗震和耐高温,在400℃的高温下不会变形。⑥破损安全性高。由于材料内部是一根一根的纤维,就算断了一根还有其他纤维支撑着,绝对不会直接破碎。⑦可以整体成型。蝙蝠头盔就是整体成型的产物,没有任何连接部件,一次性制造完成。但碳纤维复合材料并没有防弹功能,这是因为断裂延伸太小,单位面积的弹击吸能较低,因而需要在表面再涂一层防弹材料,如芳纶、聚乙烯纤维。目前,美、英等发达国家使用的防弹头盔都是芳纶材质。这些材料与防弹衣不同,是硬质的,而且其变形能和断裂能很高,可以吸收子弹的能量。子弹到达防弹材料时的能量以冲击波形式传播,包括纵波与横波:纵波的主要形式是压缩波,横波的主要形式是剪切波。防弹材料经过高速压缩、剪切破坏、拉伸破坏、背凸形成和回弹5个阶段,彻底阻止子弹进入材料内部。当然,蝙蝠头盔里还有夜视仪、热像仪、声呐仪、防毒面具、微型无线电接收器和对讲机。

蝙蝠盔甲

  据说,新版的蝙蝠盔甲由双层加强型钛合金面板和聚酯纤维构成。钛合金是一种轻质材料,如美国产的Ti-555合金强度高、韧性好,且冷加工性能优异。耐油、抗氧化的钛合金材料,即使在540℃的高温下也不容易变形。但钛合金在强度高时,塑性和韧性会降低,所以还是有问题的。而蝙蝠盔甲使用的聚酯纤维一定是经过改良的。2002年年底,全球聚酯纤维的产量为2100万吨,占全部化学纤维的63%。这种材料通过化学、物理等技术手段,完全可以变得令人感觉非常舒适。蝙蝠盔甲采用多层复合材料,在抗冲击的前提下,内层材料可以吸汗,外层材料可以快速排出水分。

蝙蝠护臂手套

  这种手套最大的特点是仿造壁虎的黏附力,这种力量来自壁虎爪端的多尺度微纳结构。壁虎的脚上排列着密集的刚毛,每平方毫米就有5000根长度在30微米~130微米的刚毛。每个脚趾上有数百万根刚毛。每根刚毛上还有400根~1000根直径为200纳米的分叉。如此产生的范德华力(分子吸引力,是中性分子间一种微弱的电磁引力)完全足以支撑壁虎的体重。而且湿度越大,其黏附力越强。关于脱黏,主要是利用了材料的各向异性:在指向不同方向时,刚毛的黏性完全不同。

  目前,爬壁机器人的应用越来越广泛,利用的技术有很多,比如AFM刻蚀法,氧化铝模板孔洞注入成型、电感耦合等离子体刻蚀技术,阵列纳米碳管的制备、光刻技术,反应性等离子体干刻蚀法,负压吸附等。有一些壁面清洗机器人已经被投入使用。那么,蝙蝠侠想要拥有这样一副手套,大概也不是难事。但是目前还不行,因为大多数模仿刚毛的材料,其纤维都会互相黏结,使得接触面积降低,不是性能不好就是寿命太短。虽然蝙蝠侠不差钱,但在现实生活中还是无法拥有蝙蝠护臂手套。

蝙蝠靴

  这是一件科技含量相对比较低的装备,除了其中的蝙蝠发信器。蝙蝠是利用超声波进行回声定位和猎食的,相互之间也会利用超声波来通讯。所以,蝙蝠发信器利用超声波聚集蝙蝠,也不是不可能。当然,目前我们的仿生学还没做到这一点。

蝙蝠披风

  这种披风的主体材料应该是导电纤维。蝙蝠侠的披风可能是由金属氧化物、有机物等导电物质与高聚物复合或共混纺丝制成的。这种材料具有耐摩擦、耐氧化及耐腐蚀的能力,而且可以吸收电磁波,达到隐身的目的。它还是一种记忆纤维,记忆纤维的特性就是在一定条件下,可以恢复其原来的样子。目前,比较好的记忆纤维是把记忆合金混入纤维之中,可见,其导电性能也来自合金。现在用得比较多的是镍钛合金,还有电控纤维。电控纤维不起皱、不缩水,洗多少遍都行——这不就省钱了嘛。不过,蝙蝠侠全身都是钛合金,蛮值钱的哟。

武器

  蝙蝠侠的腰带上有一大堆飞镖、爪钩枪、缆绳发射器、爆炸凝胶喷射器、电锯、激光枪、电磁枪、液压器、黏胶定时炸弹发射器等武器,其中最厉害的应是激光枪。激光枪的主要作用是让敌人僵硬,从而失去反抗能力。电磁枪是一种已经存在的武器,具有初速控制灵活、精度高、射程远等优点。它利用驱动线圈和弹丸之间的磁耦合机制工作,首先驱动线圈放电,产生脉冲强磁场;然后,弹丸感应出电流,感应电流在脉冲强磁场的作用下会产生电磁力,弹丸在电磁力的作用下加速前进。

交通工具

  蝙蝠车、蝙蝠摩托、蝙蝠飞机、蝙蝠直升机、蝙蝠艇、蝙蝠水上摩托等各种交通工具,其实本质上和现在的交通工具区别不太大,最多就是安装了更多的武器,而且跑得更快、外形更拉风了。

  如果想成为蝙蝠侠都需要做什么?

  很简单,首先要有10亿美元,当然如果没有这么多钱也不是不能办,档次降低一些就好了:头盔和盔甲可以用塑料材质;披风可以用化纤材料裁剪,内部放置一些钢丝撑起来;交通工具不太好做,所以就当出门没开车吧;至于激光枪,就把激光笔装在玩具枪里,反正也不是真的要扶危济困。总之,能用3D打印的就打印。

  其实,蝙蝠侠之所以能成为超级英雄,更多依靠的是他的智慧、勇敢,以及坚持正义的品格。