超越硬度的界线

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工程师们认为他们知道怎样将材料做得尽可能的硬。但是，现在一种新的诀窍打破了硬度的界线。这一新发现可能会导致新材料的诞生，并可能用于制造汽车、飞机和宇宙飞船。

      　　材料的硬度是指材料对外力引起的变形的抵抗力的大小。材料的硬度决定了材料的强度和阻止振动的能力。工程师们能计算出给定结构和形状的材料的硬度，比如，他们知道用什么样的合金材料可以让飞机的机翼具有最大的硬度。但是，硬度最高极限的算法采用的公式只考虑了像弹簧一样的"正"硬度作用力。然而，一些材料却具有"负硬度作用力"，它们的结构被弯曲或扭弯，当外力作用时，它们储存的能量会按照作用力方向进一步压缩。这就像一个想像中的弹簧，当你开始压它时，弹簧沿着作用力的方向进一步自动收缩。

      　　美国麦迪逊威斯康星大学的一位物理学家，他和他的研究小组认为，在有正硬度的化合物中添加少量这种有特别负硬度的材料，那么新的组合材料的硬度就会比以前人们认为的要高。研究小组在最近出版的《自然》杂志、《物理评论》写了一系列的文章，勾画出这一理论，并证明该理论是可行的。比如，他们制成了一种锡条，在里面加入了具有负应力的二氧化钒陶瓷。在一定的温度下，他们发现这个组合材料的硬度比传统计算的最大值都要大，甚至比他们在锡中加入金钢石之后的硬度还大。这位物理学家说，本质上负应力对材料周围的作用力起到了反冲作用，从而中和了对材料的作用力。

      　　专家们说，这一工作还处于起步阶段，但这种新的具有超级硬度、超级阻抑力的材料可用于制造噪声最小的汽车和飞机。卡特o维尔克是美国的结构动力学家，他说，如果这种材料足够轻，就可以在降低发射的成本的同时，又有足够的硬度以保护灵敏和昂贵的设备，从而可能提高宇宙飞船的性能。
      

      摘自《北京科技报》