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人类史上最耐高温的材料——星光

2020-06-16 22:07 作者:尊龙手机官网 点击:

  20多年前,莫里斯·沃德发明了星光,薄薄一层涂于蛋壳表面,鸡蛋就能忍受喷灯数分钟炙烤,甚至不会变熟。然而,直到沃德本人去世,这种神奇的防火材料也没能得到应用。原因何在?

  鸡蛋备妥,莫里斯·沃德(Maurice Ward)已经检视无误。他把鸡蛋托到制作人面前,摄像机随即开拍。

  这可不是一枚普通的鸡蛋,节目主持人彼得·迈凯恩(Peter McCann)宣布。鸡蛋表面正有一盏喷灯徒劳地烘烤着。照理说,只要在烈焰下炙烤数秒,蛋壳就该碎裂。但几分钟过去了,鸡蛋依然完好无损。迈凯恩将鸡蛋拿起托在掌中说,只是稍微有点发热而已。接着他敲开蛋壳,液态的蛋黄淌了下来,里头还一点儿都没熟呢。

  这一幕发生在1990年3月,地点是英国电视节目《明日世界》(Tomorrows World)的演播室。经过这番精彩的演示,沃德的命运似乎将被改变。

  那枚鸡蛋本身并没有什么特别,它之所以能抵挡喷灯的高热,全靠沃德在它表面涂抹的那一层薄薄的白色物质。沃德是一位业余发明家,来自英格兰北部的哈特尔普尔,没有受过科学训练。他将自己发明的这种东西命名为星光(Starlite)。

  据迈凯恩介绍,星光可以方便地涂抹在飞机、电器、木门及塑料线上--凡是需要防范热气和火焰的地方都行。看来,沃德不久就要致富了。果然,很快就有各色人等瞄上了星光,登门接洽,其中有科学家,有跨国公司,甚至还有美国国家航空航天局(NASA)。有买主开出百万美元的合约。但是后来,事情却没了下文。

  难道是沃德愚弄了电视制作人?难道所谓的星光是一场骗局?所有证据都表明并非如此。节目播出之后,英美两国的政府实验室都开展了测试,证明星光是真家伙。高层人士也不吝赞誉,其中包括英国国防部前任科学顾问、化学家罗纳德·梅森(Ronald Mason)。他在1993年告诉一名电视记者:我刚听说莫里斯的时候十分怀疑,但现在我深信他绝无虚言。

  在接下来的20年里,沃德又制作了几份样品,但始终不肯透露配方。到了2011年5月,他去世了。

  星光到底是怎么回事?这个问题的答案,是一个夹杂着挫折、权力和保密的故事,它给头脑发热的人浇了一盆冷水,提醒他们巧思和创意未必就能带来商业成功。除此之外还有几个诱人的问题:这种材料的原理是什么?它真算得上是重大突破吗?最重要的是,沃德有没有把它的秘密带进坟墓?

  没有人知道这东西是怎么发明出来的,我们知道的是,沃德对科学完全是个外行。他最早是个理发师,据说上世纪80年代在英格兰北部经营过一小间塑料公司。除此之外,他还是一名英伦怪客,留着一把白色络腮胡,系着领结,思维发散。他对几名记者说,他在厨房的桌子上用食品加工机合成了几批星光,但当其中一人问他这种神奇材料的配方时,他的回答却玄虚得很,甚至有点恶作剧--哦,也就是一点点面粉加发酵粉而已。

  不出所料,英国国防部的官员们听说星光时,他们一开始是怀疑的。不过他们对这东西还是很感兴趣,并在1991年6月委托部里一位资深科学家基思·刘易斯(Keith Lewis)详细调查。当时刘易斯在英国皇家信号与雷达研究所的薄膜光学实验室担任主管,这个机构设在马尔文,当前隶属于英国国防研究局。英国国防部需要有人去检验那些有潜力的野路子创意,而以刘易斯的阅历,正是理想人选。况且他对发明者一视同仁,不会因为某人没有科学背景,就错过一种大有前途的新材料。用他的话来说,开创性研究是可以在任何地方冒出来的。

  在《明日世界》上亮相18个月后,沃德终于答应,让刘易斯对星光做一系列测试,前提是不许分析它的成分。获准之后,刘易斯和同事随即向这种材料发射了几束强有力的激光脉冲。结果,材料几乎没有受损,虽然每束脉冲都包含100毫焦耳的能量,并且都聚焦在一小点上。那可是连砖头都能打出洞来的,刘易斯说道。

  在美国新墨西哥州的白沙导弹靶场和英国福尔内斯岛上的原子武器研究所里,科学家也进行了测试,结果证明星光确实是真家伙。在福尔内斯岛上,研究者使用一盏弧光灯(即强力钨丝灯泡)将大量热量聚集在星光表面的一小块面积上。结果同样令人惊叹:据1993年发表在军事期刊《国际防御评论》(International Defence Review)上的一篇文章,星光轻易抗住了1000℃左右的高温。

  到了这一步,刘易斯和同事终于确信沃德的材料是真实的,也多半是独一无二的。但沃德对于保密一事十分固执,使得刘易斯无法在同行评议的期刊上发表这一诱人结果。他们知道星光是一种高分子聚合材料,是有机物和无机物的混合,包含塑料、硼酸盐和陶瓷,但沃德就是不肯公布它的配方。他只透露材料有21种成分,对合成方法却始终守口如瓶。此外,每一个新批次的样品,性质都略有不同,使得检测数据无法达到标准。不过,刘易斯和国防部的同僚还是确信星光的潜力,也确信接下来的结果会更加激动人心。

  大约就在此时,沃德和有意购买者开始了洽谈。企业律师托比·格林伯里(Toby Greenbury)回忆说:那阵子,大公司真是踏平了他的门槛。格林伯里供职于英国伦敦的DJ弗里曼法律事务所,为沃德提供法律服务多年。

  格林伯里喜欢沃德,也有意帮他。但他不久就发现,沃德并没有领会企业投资者的需求。莫里斯人很聪明,但性格古怪,他回忆说,沃德在谈判中曾开出100万英镑的价码,但隔天就涨到了1000万。

  除了要对付他的怪脾气,竞标者还要想办法套出星光的有用技术细节。一天下午,格林伯里参加了沃德和NASA的一次电话会议,他旁听着沃德大谈星光的性质,但很快就发现他在乱用科学名词。他说的都是些他不明白、对方多半也不明白的术语,格林回忆道,你要是看一眼他的合约条款,就会发现不知所云,里面的科学概念乱七八糟。

  显然,要让人投大钱,星光就必须接受独立的科学分析。然而,沃德始终把样品严加看管,对配方更是捂得死死的。他害怕自己的发明会被研究者复制。好在他的防人之心并不针对刘易斯。我是少数他信任的几个人之一,刘易斯回忆道,我们的关系维持了好些年。

  通过几次激光实验,刘易斯知道星光可以极有效率地将热和光从自身表面散射出去。但这些还不足以解释星光的奇效。在征求沃德的同意之后,他把星光带到了英国剑桥的卡文迪许实验室,和那里的研究者一起将它放进了一台专门测量导热性的装置。刘易斯以前曾用这台装置测量过导弹的隔热性能。

  现代材料:目前人造最难融的材料是五碳化四钽铪,(其熔点达到了4400开尔文(4126.85℃)。这是几日前俄罗斯远东联邦大学和俄罗斯科学院远东分院学者在极端条件下合成的)。若星光材料得以应用哪人类在国防军工、航空航天、电子信息、能源、防化、冶金和核工业等尖端领域,会有巨大的进步。

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