Блацк Пантхер: Који је најближи материјал у реалном свијету за Вибранијум?

Вибранијум је нешто веома корисно. Фиктивна руда из Марвеловог стрипа који долази од афричке нације Ваканда путем метеорита, Вибраниума се користи у штиту Капетана Америке, бодежима, и наравно, Пантхер Хабит, која је облога одијела Црног Пантера.

Не постоји у нашем свету, али желели смо да сазнамо који су то материјали урадити постоје у нашем свету могу имати сва или нека својства Вибранијума. Дакле, наравно, допрли смо до професора Јамеса Какалиоса, аутора Физика суперхероја, да нам помогне.

"Има својство апсорбовања свих вибрација", каже Какалиос. "Дакле, ако га погодите, он апсорбује енергију и, претпоставља се, нешто ради с њом."

Какалиос истиче једну веома важну ствар коју морамо запамтити у сврху ове расправе, а то је закон очувања енергије: енергија се не може створити или уништити.

Имајући то на уму, испитат ћемо Вибранијум углавном у контексту Цаповог штита, који је заправо легура од челика-вибранија. Челик чини оклоп крут и крут - одличан је за издржавање тешких удараца и за наношење штете приликом бацања - али Вибранијум задржава силу од тих тешких удараца од преласка на капу. Материјали раде у тандему, допуштајући капетану Америку да се заштити штитом и користи га као оружје.

Кључни елемент Вибрана је начин на који апсорбује вибрације. Знајући шта радимо о закону очувања енергије, та вибрациона енергија мора да оде негде. Да ли би се то десило?

Какалиос указује на одређену сцену Осветници у којој је Тхоров чекић, Мјолнир, ударио у штит Цапа и резултирао сјајним бљеском свјетлости. Зашто је ово значајно?

Зато што говори о могућности претварања енергије из вибрација у светло.

"Ако бисмо некако могли да окренемо сав потресање атома, вибрације атома, ове таласе притиска који су покренути због експлозије енергије да штит апсорбује, и да их претворимо у светло, у фотоне енергије," каже Какалиос, "који би још увијек задовољио правила очувања енергије и био би учинковит начин апсорбирања вибрација, стварања стварног типа вибранија."

То нас доводи до нашег великог питања у овом разговору: Да ли је то могуће?

Тотално. Феномен се назива „сонолуминесценција“ и веома је стваран. Клип испод показује сонолуминесценцију пролазећи звучне таласе кроз мехур у контејнеру за течност, узрокујући ширење мехура и касније колапс. Када пропадне, молекули паре у балончићу журе заједно и одају топлоту и - погодили сте - светлост. Светло, плаво светло.

Не можемо тачно ово да употребимо на штиту, али теорија је звучна (буквално) и прилично је невероватна. Где нам то оставља материјале?

Да би илустровао понашање нешто попут Вибрана, Какалиос говори о бацању лопте за куглање из прозора. Ако испустите куглу за куглање на плочнику, добићете пукотину. Ако га бациш на песак, добијаш кратер. Зашто?

"Будући да се песак, који се састоји од тих зрна слободних за кретање, енергија падајуће кугле за куглање брзо шири на много, много зрна песка", каже Какалиос. "Чињеница да песак има много различитих степена слободе и да може лако да избаци енергију чини је веома добрим амортизером."

Значи ли то да требамо имати штитове од… пијеска?

Не баш. Али то нам даје идеју о својствима која бисмо морали да видимо у атомској или честичној структури материјала да бисмо га учинили одрживом заменом.

Кевлар је очигледна полазна тачка. Направљен од органских молекула дугог ланца, кевлар је можда најпознатији по употреби у непробојним прслуцима.

"Оно што се дешава је да ови дуголанчани молекули, због јединствених аспеката њихове хемије, закључавају своје место да би формирали веома круте структуре", каже Какалиос.

Какалиос објашњава у смислу метала попут олова и челика.

„Челик, олово, такве ствари имају одређену отпорност на метак зато што су укључени атоми веома велики и тешки и стога је потребно много енергије да их се покрене“, каже Какалиос. "Кевлар користи атом лакше тежине, али због неке јединствене хемије и начина на који се све закључавају у веома крутој структури, веома је тешко разбити те везе и довести атоме да се повуку са пута."

Чак и јачи од кевлара је графен, који је састављен од везаних атома угљеника. Супер танак и способан да буде више непробојан од челика када је слојевит, графен је моћна ствар. То је стварно, и то је део стрипова.

Прошле године, Какалиос је написао чланак ВИРЕД зове Магични непробојни материјал који је направио Ирон Ман одустао од гвожђа. Тај материјал? Грапен, наравно.

Иако још нисмо баш направили велике листове графена за сврхе сличне Вибранију, то је можда најближа ствар коју имамо правом Вибранију.

"Зато што су све везе супер јаке у равни графена … па их је веома тешко разбити", каже Какалиос.

Други истакнути елемент? Брзина звука у графену је супер брза у поређењу са другим материјалима.

"То значи да када дођете са неком кинетичком енергијом из неког пројектила који удара", каже Какалиос, "та енергија вибрира угљиковим атомима, али зато што је брзина звука тако брза, енергија вибрација се брзо шири преко равнина графена и енергија се онда разблажује и нема шансе да мирно седи и разбије хемијске везе које држе атоме угљеника заједно, и ако не може да разбије везе, онда метак не пролази кроз материјал."

Шта то значи за наш ИРЛ Капетан Амерички Штит? Тешко је рећи, али графен представља неке занимљиве могућности. На исти начин на који су компоненте машине и сврдла пресвучени дијамантом, Какалиос размишља да се графенска превлака може доказати као потенцијално значајна бора.

"Не бих желео да предвидим да је све што је потребно да урадите да се обложи челични штит са графеном и да имате Цапов штит," каже Какалиос, "али то би била једна дужност коју треба следити."

Хајде да се не заустави на томе - графен је вероватно најбољи материјал који имамо за реални еквивалент Вибранијума … за сада. Али постоје људи који раде на нанокомпозитним структурама и развијају материјале који користе наночестице које се понашају као песак из примера куглане кугле.

"Оно што људи раде је стварање структура које имају друге мале наночестице у њима, а када енергија долази из неке врсте експлозије или неке врсте судара, енергија се шири преко наночестица", каже Какалиос. "Они могу раширити енергију на много много атома, тако да ни један атом не мора да сноси сав тај терет и да не разбијате никакве хемијске везе или стварате пукотине."

Могуће примене оваквих материјала? Боље оружје, на пример. Звучи као да је то из стрипова, зар не?

„Упија енергију лопте и брзо је шири. Она не претвара енергију у фотоне светлости, већ је шири преко превеликог степена слободе, тако да ни један атом не трпи катастрофалну паузу."

Иако још увек нисмо у фази Вибранијумских штитова са питањем ССР-а, материјали као што је развој нанокомпозитне технологије, кевлар и графен дају нам нека својства која видимо у Вибранијуму без помоћи ванземаљских метеорита. Наравно, Вибранијум је измишљен, али неке његове особине моћи наћи у стварном свету, и то је прилично невероватно.

Овај чланак је првобитно објављен 20. маја 2016. године и ажуриран је новим информацијама.