小豆芽2023-11-22 11:07

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原子的魔术

【摘要】以原子的自述为主体,从微观世界的角度切入,将新材料——记忆合金中涉及的晦涩难懂的科学概念,用生动有趣的漫画方式呈现。如将相变、奥氏体、马氏体的产生,比喻为原子的队列变化。

  • 作品以原子的自述为主体,从微观世界的角度切入,将新材料—记忆合金中涉及到的晦涩难懂的科学概念,用生动有趣的漫画方式呈现。同时也让人了解到记忆合金材料目前的技术应用。

原子的魔术

我是原子,是构成物质世界的小小的粒子。我有多小呢?我的直径大约是0.1纳米,想象一下,从你头上拉一根头发,然后像削木头一样把它切10万次。那些削下来的片段就和我的宽度一样。

虽然我很小,但我不是构成物质的最小微粒,我还可以再分,分为原子核和核外电子。不过我是发生化学变化的最小粒子,不信我给你变个魔术。

变!当我们排成一行,规则成列排布,非常整齐,与飞机上的座位排布相似,呈立方晶体排布,就被科学家们称之为奥氏体。

变!当我们交错排列,类似电影院或运动场的座位排布,这是单斜晶系排布,科学家称之为马氏体。

我们的两种不同的座位排布,被科学家称为两种不同的相,而当我们从一种座位排列变成另一种座位排列的时候,这就被称为“相变”。

这种神奇的“魔术”无处不在。比如固体和液体之间相互的转换,其本质就是一种相变。(水与冰)

还有一种合金叫做形状记忆合金,也是我们的杰作,乍一看它能够记得不同的形状,好像有超能力。但其实是记得我们的不同排列(相)。运用吹风机的热量,就可以让我们在不同的形状之间转换。当我们重新排列的时候,形状记忆合金就从一种形状转换到另一种形状。当吹风机持续加热,我们一点点移动,不断重复,就像不知疲倦行军的军队一样。每个都改变一点,形成一个完全不同的排列。

如果你今夜仰望星空,记忆合金就在那里工作着。在月球上,将制好的天线在低温下压缩成一个小铁球,使它的体积缩小到原来的千分之一,这样很容易运上月球,而太阳的强烈照射又可以使它恢复原来的形状,按照需求向地球发回宝贵的宇宙信息。

回到地球,记忆合金经常被做成动脉疏通术中的支架。支架是一个小小的可折叠弹簧,用于撑开血管。记忆金属也被用于移动机器人,牙齿矫正,手机。所以不论是在外太空上还是在你的身体里,小小的我们的移动,能够产生巨大地变化。

本绘画作品以原子的自述为主体,从微观世界的角度切入,将新材料—记忆合金中涉及到的晦涩难懂的科学概念,用生动有趣的漫画方式呈现。如将相变、奥氏体、马氏体的产生,比喻为原子的队列变化,非常易于理解。同时也让人了解到记忆合金材料目前的技术应用。

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