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        用竹子造高鐵

        2023-01-03 20:57:59安如山
        大科技·百科新說 2022年8期
        關鍵詞:紙球紙團黏劑

        安如山

        打敗鋼鐵的“草”

        聽起來很不可思議,但竹子經(jīng)過加工后,可以比鋼筋、混凝土還堅固。

        高高瘦瘦的竹子看起來像一棵樹,但它不是樹,而是一種禾本科植物,與草坪上的草是親戚。但它又比草堅硬得多,因為它的細胞里含有大量的纖維素和木質(zhì)素;與樹相比,它又更軟,在被折彎時不容易折斷。研究人員正是看中竹子剛?cè)岵奶攸c,開發(fā)出了特殊的竹制材料,被稱為竹纏繞復合材料。

        纏出超級材料

        你有沒有玩過丟紙球的游戲?做紙球時,用膠帶把紙團層層纏繞,就能讓柔軟的紙團變結實。

        竹纏繞復合材料的制作過程其實與纏紙球很像,工人會用機械設備將竹子原料軟化、刨切、粘接成只有0.15~1.5毫米厚的長竹條,并以樹脂材料作為膠黏劑,竹條和膠黏劑就組成了“膠帶”,把這個竹膠帶纏繞在“紙球”——模具上,膠黏劑固化后移除模具,再噴上防腐涂料,竹子就變成了堅固的管材。

        用竹子打造車廂

        高鐵列車的行駛速度一般在200千米/時以上,車廂要長期承受這么高的速度,就必須做得非常堅固;萬一有事故發(fā)生,車廂還要能夠緩解沖擊,避免乘客受傷。目前,高鐵車廂主要是用鋁金屬和碳纖維等復合材料建造的,但工程師們已經(jīng)用竹纏繞復合材料打造出了實驗車廂,與以前的車廂相比,竹纏繞車廂更輕、更堅固耐用,還有著良好的阻燃性。

        可再生的列車

        生產(chǎn)金屬材料不僅要開采金屬礦產(chǎn),還需要大量的煤炭,這些都是不可再生的資源,只會越用越少,燃燒煤炭還會排放大量二氧化碳,加劇溫室效應。竹子卻是世界上生長速度最快的植物之一,有的品種甚至一天就能長將近1米;中國又是竹子大國,全世界三分之一的竹子都生長在這里,每年能生產(chǎn)1.5億噸竹子。

        如果竹纏繞車廂得到普及,我們就能節(jié)省大量資源,廢棄車廂也能在環(huán)境中降解;由于車廂變輕,驅(qū)動列車消耗的電能也會減少,又節(jié)省了火力發(fā)電消耗的煤炭。據(jù)估計,使用1000萬噸竹纏繞復合材料,可節(jié)省4500萬噸粗鋼,減少3000萬噸二氧化碳排放量。如果實驗車廂順利通過應用測試,我們或許在不久的將來就能坐上這種可再生的列車了。

        除了車廂,竹纏繞復合材料還可以用于建造地下管道等大型結構,或許還能用來建高樓大廈呢。

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