缆绳哪里生产的好?

书接上文。上一期,我们在讨论太空电梯时的难点时,提到了关于电梯缆绳的难点。由于太空电梯高度近36000米,想要扯一根如此之长的缆绳,即使是缆绳自身的重量就足以把它自己拉断。因此,我......

缆绳哪里生产的好

接下来具体说说

从生产扎头绳到“蛟龙号”特种绳缆 青岛有个“中国绳王”

近日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器的飞行里程突破3亿千米。在这一国家重大科研工程背后,有“青岛制造”的鼎力支撑。青岛海丽雅集团有限公司为“天问一号”提供着陆伞绳连接技术、研发,并提供特种弹性绳索以用于着陆器耐冲击试验。作为“中国绳王”,海丽雅先后为中国海洋科考船“大洋一号”、“科学号”、载人潜水器“蛟龙号”等国家重大科研项目定向研发特种绳缆,不仅填补了国内多项空白,产品性能更是达到国际领先水平。近日,“青岛制造”全媒体采访团走进新一代“青岛金花”培育企业青岛海丽雅集团有限公司,探索看似普通的绳子实现“上天入海”的奥秘。

缆绳哪里生产的好?

拥有专利1600余项

青岛海丽雅不仅有着“中国绳王”的美誉,更创下绳缆界的中国深度、中国精度、中国温度、中国强度四个靠前。而早在1922年,海丽雅还只是一个生产女士扎头绳的厂家(原国营青岛花边厂)。九十八年间,这家青岛企业专注于绳缆技术的研发,将一根普通的绳带做成了“金链条”,从过去只能卖3毛6一根的春秋裤拉绳的纺织边缘行业,发展成为海洋和军工装备产业的“隐形冠军”。

作为国家高新技术企业,海丽雅目前已形成基于特种绳缆的高端装备和应急安全两大主题业务,拥有专利1600余项,参与5项国家标准制订。

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随大国重器“上天入海”

“蛟龙号”应急缆绳、“天问一号”冲击动载试验专用缆、救生缓降器……在海丽雅工业园的样品展厅内,展示有上百种绳缆及应急自救产品。可耐受1000度高温、9000米绳索无接头、8公斤复合缆却“力大无穷”……这些成功塑造了海丽雅在诸多大国重器的“关键部位”。

现场,工作人员分别点燃了“海丽安心”与普通材料逃生绳,记者看到前者并没有被点着。“这个围裙用防火阻燃材料编织而成,具有良好的耐高温性能,可以防火、拒油、防水、防溅射。”工作人员向记者展示“海丽安心”多功能灭火围裙,该产品拆带方便,在遇到油锅初期火情可迅速脱下覆盖起火点,进行有效灭火。据悉,海丽雅目前拥有创新产品1000余种。

缆绳哪里生产的好?

为绳缆赋予更多“生命价值”

海丽雅在研发生产应急安全防护自救装备的同时,围绕我国应对灾害体系从“举国救灾”向充分依靠基层自救互救的现状转变,将应急安全教育培训作为一项产业去规划发展,在全国建设40余个应急安全教育场馆。并筹资建设全省首家规模化、专业化、特色化的防灾应急避险安全知识互动式综合体验场所——山东海丽应急安全教育培训中心,在全国首推“体验式”应急安全培训模式,下设三大体验馆。

缆绳哪里生产的好?

在山东海丽应急安全培训中心(市北)基地,只见工作人员通过逃生缓降器,从3米多高的窗户匀速“空降”下来。“一栋100米高的建筑,只需30秒就可以变成立体的火场。发生火灾后,防盗门常常会被烧得变形,导致市民无法从门逃生,这种情况下就要根据现场情况选择固守待援或者从窗口逃生。”工作 人家 介绍,针对6楼及以下的居民,海丽雅研发了标准长度18米的逃生绳,能够耐600℃高温,还能承受相当于26个成年人的体重。

世界上哪种材料适合做太空电梯的缆绳?它最合适,却很难生产

书接上文。

上一期,我们在讨论太空电梯时的难点时,提到了关于电梯缆绳的难点。由于太空电梯高度近36000米,想要扯一根如此之长的缆绳,即使是缆绳自身的重量就足以把它自己拉断。

缆绳哪里生产的好?

因此,我们必须要提高打造这根缆绳的材料的硬度才行。单纯地提高硬度也不行,因为生活中常见的物体,都是硬度越大,密度也小不了。如果只是提高硬度和忽略密度,那么这根缆绳还是容易断。

就以钢为例,我们平时看起来,它还是蛮硬的。但是,它的断裂长度根本就不够用在太空电梯上的。简单来说,当一个物体达到一定长度的时候,即使不给配重,它自身的重力也会将它拉断(有人会问:加粗不行吗?当然不行,越粗就越重啊!)。钢的断裂长度是6.4公里,而太空电梯的高度,就像我们前几期说的,是36000公里,差的不是一星半点。

所以,现在的材料学家们,一直在研发既硬又轻(当然还必须能量产)的材料。今天,咱们就来说几种符合这个要求的材料。

靠前个,就要惊到你——蜘蛛丝

别看蜘蛛丝平时好像很软,但是你想想,当你扯蜘蛛丝的时候,是不是感觉扯了半天,就是不断?当然,这种扯不断,源自于它超强的弹性,可以延伸很长。而从硬度方面来说,蜘蛛丝也可以达到钢的4~5倍。

不过,蜘蛛丝有一个缺点,那就是不能量产。蜘蛛是无法饲养的,因为它们会残杀同类。人类又没有掌握合成蜘蛛丝的技术。而且,貌似蜘蛛侠也没有量产,要不然可以问问蜘蛛侠愿不愿意提供一点……

目前唯一的办法,就是利用生物技术培养,将蜘蛛合成蛛丝的基因转到牛羊的身上,让牛羊的奶里含有蜘蛛丝的蛋白,然后利用相应的防止程序合成。据美国的专家表示,这样的材料,只需要做成一根2.5厘米,也就是两根手指那么粗的一根绳子,就足以拦下一架准备着陆的战斗机。

但是,目前来看,我们似乎并没有见过蜘蛛丝量产的新闻。而且,即便是蜘蛛丝,硬度也不足以作为太空电梯的缆绳。

微观渔网——碳纳米管

我们上一期提到过,目前最有希望的材料,其实就是碳纳米管。

碳纳米管又叫巴基管,是一种新型纳米材料,从微观上看,它是一种多层管状结构,每一层上都是由碳原子构成的一个个完美六边形组成的网状结构,每一层之间的间隔大约为0.34nm,整个管状结构直径2~20nm。

碳纳米管为什么硬呢?这个比较深,属于高中化学选修课再进阶的知识,咱就不提了,总之就是得益于其微观结构导致的原子间的相互作用。

那么,这种材料到底有多硬呢?实验数据显示,它的硬度是钢的100倍,远远超过了蛛丝(也大大超过了钻石)。一根大头针粗细的碳纤维管,就可以吊起一辆轿车。同时,它的密度又仅有钢的1/6,因此被称作超级纤维。

不过,且不说碳纳米管是否能够承受太空电梯这么“过分”的任务要求,人类连批量生产碳纳米管还没有实现。目前的碳纳米管,基本是在实验室才能合成,而且最长也就只能合成0.5米。大家应该还记得,太空电梯的高度是接近36000公里。而且,我们也不可能通过多做点半米的碳纳米管然后连在一起,因为这种连接是很容易断的,所以必须要一口气造出36000公里长的碳纳米管……

(严谨地说,碳纳米管不是造出来的,而是通过气相沉积,你把加热的碳原子吹送过去,它们自动吸附然后生长得更长)

在这个难题面前,它所消耗的巨额费用已经可以忽略了。这时候我们才明白那个道理:能用钱解决的那都不叫事……

因此,科学家如果想用碳纳米管,首先要解决量产的问题。

只存在于传说中——碳炔

说起来,碳真的是一种非常神奇的元素。要知道,虽然氧一直被认为是地球生命存在的必需品,但碳似乎更加重要,因为我们都是碳基生命,而且我们也刚刚分享过最新报道,以色列科学家甚至发布了不需要呼吸就能生存的生物。

好了,扯远了,说回碳。碳这种元素,有太多的同素异形体,生活中常见的就是石墨,也就是铅笔芯,还有金刚石,也就是钻石。刚才提到的碳纳米管,也是碳的一种同素异形体,以及著名的足球烯。这个碳炔,就是另一种碳的同素异形体,而且……那叫一个硬。

和碳纳米管的六边形构成的管状结构不同,碳炔是以连续的碳碳双键或者单键-三键交替连接。早在1885年的时候,德国有机化学家阿道夫·冯-贝耶尔就提出了这个概念。不过,直到现在,我们也很难制备出完全意义上的碳炔产品。

不过,根据赖斯大学的计算模型,这种碳炔的确有望成为世界上最硬的物质,其硬度可以达到钻石的40倍,刚的200倍。

一直以来,很多科学家尝试制备碳炔失败,最终甚至认为这种物质根本不可能存在。不过,后来有科学家合成了一段有44个碳原子的碳炔链,重新又唤起了人们的希望。总之,这种“传说中”的材料,目前别说批量生产,就是实验室合成都极其困难。

所以,从可行性的角度来说,碳纤维管比碳炔更有可能成为太空电梯的缆绳。

除了扯淡,还能干啥用

难道这些材料,都只能用于太空电梯吗?

别闹了。

人类的科研,本来就是充满了无目的性。虽然有一部分科研的确是有某些需求才开始的,但是更多的科研还是处于科学家求知的心态。而这些科研有了成果之后,我们才逐渐发现它们的用途的。所以,除了少部分人在为太空电梯在专心研究之外,其他的更多地属于“搂草打兔子”,研究了某些成果之后,发现可以运用在这里。

当然,上述材料除了应用在航空领域之外,也可以使用在各个方面。比如牛奶、羊奶中提取的蜘蛛丝蛋白(学名叫生物钢),可以用作防弹衣,保护警察和军人的生命安全;还有碳纳米管,拥有着硬度以外的许多优良物理、化学属性,如果应用在手机触摸屏(当然它的致癌性还需要考虑)或者其他智慧家电上,也会提高这些设备的性能。

以上就是缆绳哪里生产的好?的详细内容,希望通过阅读小编的文章之后能够有所收获!

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