我們現(xiàn)在騎的自行車(chē)十分笨重,一般有10千克重,要想拎起來(lái)很費(fèi)勁,即便是最輕便的折疊自行車(chē)也有五六千克。自行車(chē)太重,不但不利于我們攜帶上地鐵和公交車(chē),而且騎起來(lái)也很費(fèi)勁。因此,減輕自行車(chē)的分量成為自行車(chē)設(shè)計(jì)師的一個(gè)重要任務(wù)。最近,美國(guó)一批年輕的研究人員利用碳纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)自行車(chē),他們制造出了只有2.5千克重的輕便自行車(chē)。
怎樣讓笨重的自行車(chē)大幅度地“減肥”?美國(guó)“德?tīng)査\(yùn)動(dòng)器材公司”的研究人員有一天突發(fā)奇想,要是把自行車(chē)的車(chē)架戳一些孔洞,自行車(chē)的分量就減輕了。也就是說(shuō),可以把自行車(chē)的車(chē)架做成網(wǎng)狀。他們做了許多試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的金屬車(chē)架的確輕便了不少,但不結(jié)實(shí),遇到微小的撞擊,自行車(chē)都可能變形得一塌糊涂。
如何讓網(wǎng)架自行車(chē)變得結(jié)實(shí)呢?研究人員上網(wǎng)尋找合作者,碰巧一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)碳纖維公司的研究人員看到了運(yùn)動(dòng)器材公司發(fā)出的求助貼。兩家研究人員碰頭了。運(yùn)動(dòng)器材公司的研究人員給出網(wǎng)狀車(chē)架的創(chuàng)意,碳纖維公司的研究人員從材料上加以改進(jìn),設(shè)計(jì)出了碳纖維的網(wǎng)狀車(chē)架。網(wǎng)狀車(chē)架結(jié)構(gòu)由碳纖維編織而成,并用凱夫拉繩(一種高分子復(fù)合纖維制成的繩子)進(jìn)行捆綁。
他們所用的碳纖維是燒制而成的,把普通的碳纖維涂上一種特殊的樹(shù)脂,然后放到烤箱里去燒烤,在124度的溫度下烤4小時(shí)就可以了。看上去工藝也不復(fù)雜,但是生產(chǎn)出來(lái)的碳纖維網(wǎng)架十分結(jié)實(shí)。它在強(qiáng)度上要?jiǎng)龠^(guò)鋼、鋁和鈦,甚至比致密的碳合成物還堅(jiān)固,它在試驗(yàn)中甚至可以抵擋榴彈彈片的沖擊。這種網(wǎng)架不但可以用來(lái)造自行車(chē),還可以用來(lái)代替其他桿狀物。比如,他們已經(jīng)用這種碳纖維制造電線桿和電信高塔。
網(wǎng)架自行車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)意外碰撞時(shí),自行車(chē)能抵擋中等強(qiáng)度的碰撞而不會(huì)變形。在撞擊過(guò)程中,即使有部分網(wǎng)格被撞壞了,整個(gè)網(wǎng)架照樣結(jié)實(shí)好用,而且可以找到修車(chē)鋪對(duì)損壞的網(wǎng)格進(jìn)行修補(bǔ)。運(yùn)動(dòng)器材公司的研究人員表示,車(chē)架的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以讓碰撞的損傷局限在單個(gè)網(wǎng)格中,而不會(huì)在沖擊壓力下導(dǎo)致散架。
目前,網(wǎng)架自行車(chē)還沒(méi)有進(jìn)行批量生產(chǎn),因此,該車(chē)的車(chē)架成本高達(dá)6995美元,整車(chē)則要11995美元。對(duì)于許多山地自行車(chē)愛(ài)好者來(lái)說(shuō),這樣的開(kāi)銷(xiāo)是值得的,因?yàn)樗鞘澜缟献钶p的山地自行車(chē)。只有2.5千克。無(wú)論男女老少,單手就可以輕易地舉起這輛自行車(chē)。別看它很輕,卻照樣結(jié)實(shí),就算體重是180千克的男子坐在上面,網(wǎng)架自行車(chē)也可以載著他輕松自如地前進(jìn)。研究人員希望能改進(jìn)工藝,降低車(chē)架的成本,將來(lái)人們就可以輕松地拎著它進(jìn)入公交車(chē)和地鐵了。