振金存在吗 振金从哪里来的
本文改编自公众号“新发现杂志”（ID：sciencevie）
队长的神奇盾牌：科学幻想还是未来科技？
我们不禁要对美国队长那把耀眼的盾牌产生疑问：这究竟是一件武器，还是一块防护装备呢？
这个盾牌的神奇之处在于它能吸收巨大的动能——无论是猛烈的炮弹还是绿巨人的拳头，都无法撼动它的稳定性。对比队长的身体，他的盾牌显然更加神秘莫测。那么，这块盾牌是如何被打造出来的呢？一些热爱动漫的科学家们展开了大胆的推测。
即便是最理性的科学家们也难以解释这块盾牌的运作原理。它在不同情况下的表现截然不同：有时它被投掷后嵌入墙壁，有时却会在撞击墙壁后反弹；它能抵挡极大的冲击，但却从未出现过将队长弹飞的情况。
究竟这是为什么呢？北卡罗来纳州立大学的材料学副教授、铁杆动漫迷Suveen Mathaudhu提出了一个有趣的视角：“我们可以从热力学第一定律说起。”
根据热力学第一定律，能量要么被储存，要么转化为热能或声波。但在漫画和电影中，我们看到队长的盾牌在接受冲击时，并不会产生明显的热量或声音。例如，《复仇者联盟》中，盾牌被雷神的锤子击打后产生的冲击波似乎被忽略了。
“由于没有产生热量和声波，我们推测这块盾牌的能量被吸收和储存了起来。制作这块盾牌的材料——外太空金属‘振金’（Vibranium）的化学键，可能能够以某种方式储存能量。”
在漫威宇宙中，振金是一种来自外太空的金属，这使得它在现实中并不存在。在设定中，振金被发现于虚构的非洲国家瓦坎达。
振金的独特之处在于它能吸收周围环境中的振动能量，比如声波。当它吸收机械能时，它的分子振动频率几乎没有改变。所有的振动能量都储存在它的分子之间的化学键中。据说振金的储能能力是有限的。
虽然我们尚未见证这个上限，但既然漫威设定如此，或许它就是如此
——与虚构世界的“上帝”争辩又有何意义呢？
Mathaudhu观察到，这块盾牌的工作原理类似于电池和电容器的结合。电容器像智能手机上的闪光灯，可以在短时间内储存和释放能量；而电池则可以控制能量的吸收和释放速度。
这意味着，美国队长的盾牌似乎融合了电池和电容器的特性。
那么，被盾牌吸收的能量又去了哪里呢？
我们只能假设这块盾牌展示了“类似”超级电容器的特性。毕竟，所谓的“外太空金属”仍然是虚构的。
钢铁侠与真实科技
在漫威宇宙中，钢铁侠可能是最依赖科技的超级英雄——除了他犀利的口才和炫酷的盔甲，他似乎一无所有。Tony Stark是一个极具天赋的工程师，创造了众多设备，甚至能够发明出新元素。
现实中的科学家们在实验室里辛苦合成了仅能存在极短时间的117号元素，而Stark却轻松在家里创造了这种元素。作为银幕上最依赖高科技的超级英雄，钢铁侠的装备引发了许多讨论。
方舟反应堆
钯驱动的反应堆可能听起来有些离奇，但如果考虑到钯在“冷核聚变”中的作用，这个设定就不那么不可思议了。
冷核聚变
20年前的实验表明，在接近室温的条件下也可以进行核聚变——这就是所谓的冷核聚变。虽然现在的科学家们对其持保留态度，但美国海军的空间与海战系统研究中心仍在推进这一技术，说明钢铁侠的冷核聚变技术并非完全虚构。
创造新元素
为了避免钯的毒性，钢铁侠发明了一种全新的元素来驱动电弧反应堆——振金（没错，就是它！这种虚构金属在漫威世界中频频出现）。
现实中的科学家也在努力创造新元素，例如2010年合成的117号元素（暂称为Ununseptium，Uus）。117号元素及其他新元素的稳定性问题显著——科学家只观察到6个Uus原子在衰变前的状态。科学家们曾设想一种“稳定岛”，特定超重元素不会立即裂变，也许振金就是其中之一？
2017年1月15日，中华人民共和国全国科学技术名词审定委员会联合国家语言文字工作委员会为113号、115号、117号、118号元素命名，将117号元素命名为“石田”（这个字未能打出，请见谅）。
无论是虚构的振金还是实际存在的Uus，它们都依赖回旋加速器制造。在回旋加速器中，粒子被加速并碰撞，从而创造出更重的元素。现实中的科学家无法像钢铁侠那样在地下室搭建回旋加速器——即使可以，他们也会设置更多的保护设施来隔离产生的致命辐射。
衣橱中的外骨骼
Tony Stark最引人注目的发明是他那无所不能的钢铁盔甲。目前，美国陆军和日本的研究人员已经开发出了能够增强人类力量的外骨骼原型。但现实中的外骨骼与钢铁侠的盔甲相去甚远，不要抱太大期望……
钢铁侠的盔甲展现了卓越的保护能力，能够抵御敌人的强力攻击。有研究人员猜测，这种装甲内部是否填充了某种超级海绵？
事实上，确实有研究人员利用纳米管制造出了一种弹性极高且十分坚固的海绵。也许钢铁侠早已采用了这种材料，以保护自己在战斗中免受伤害。
蜘蛛侠的物理学：蛛丝的秘密
蜘蛛侠的蛛丝是他技能中的关键。实际情况是，这些蛛丝并不是从他的手腕上射出的，而是通过他开发的装置喷射出来的。
在现实中，蜘蛛的蛛丝是从腹部分泌出来的，类似《西游记》中女版蜘蛛精的“吐丝”方式——如果蜘蛛侠真的这么做，穿着露脐装出门肯定会让人不忍直视！
蛛丝的强度
要想成为一个真正的超级英雄，首先得了解蛛丝的强度。蜘蛛侠曾用蛛丝拦住一辆下落的汽车。蛛丝需要承受多大的拉力才能做到
这一点呢？我们可以通过一些计算来估算蛛丝的强度。假设那辆车重2000公斤，在被蛛丝停止之前下落了1秒钟。那么，我们就可以运用动量守恒原理来计算车下落时的动量。开始下落时车的动能为零，当车被蛛丝接住时，会受到重力和蛛丝施加的向上拉力的作用。
蛛丝不会瞬间停下汽车，它需要一定的时间来拉伸并缓冲冲击。为了简化计算，我们假设停止时间为1秒。根据动量守恒原理，当车完全停止时，车的末状态动量为零，而车所受的力包括重力和蛛丝的拉力。
经过计算发现，要使蛛丝承受住这辆车的重量，其牵引力需要达到至少39200牛顿。材料的极限抗拉强度与其横截面积有关，横截面越大，材料的强度也越高。以半径为1毫米的材料计算，钢索、尼龙丝和蛛丝都无法单独承受这种拉力，只有碳纳米绳才能胜任。事实上，钢索在直径超过2.5毫米的情况下可以做到，不过其重量远远超过蛛丝。若是用由多条蛛丝构成的复合结构，可能会有更好的表现。
那么，蜘蛛侠需要携带多少蛛丝呢？电影中，他的蛛丝储存器看起来非常小巧，每个手腕上戴的设备似乎能够喷射无尽的蛛丝。我们来帮助Peter Parker计算一下他每次“出外勤”需要携带多少蛛丝。
假设蜘蛛侠每次发射的蛛丝长度为20米，发射时蛛丝的半径为1毫米。那么每次发射的蛛丝体积约为6.28x10^-6立方米。如果要将这段蛛丝装进一个半径为0.25厘米的铅笔中，这支铅笔的长度将达到3.2米。这仅仅是一次发射所需的体积！
如果蜘蛛侠需要遵循现实物理规则，那么他的储存设备体积将会大幅增加。假设每只手的储存设备能发射50次蛛丝，我们可以计算出每个手腕上需要容纳大约0.00314立方米的体积。这意味着，蜘蛛侠的手腕设备的体积约为一个半径10厘米、厚7厘米的环状结构——相当于一个小型炒锅。
戴上如此大尺寸的储存器外出确实有些不方便。与其他材料相比，蜘蛛丝的轻巧和强度特点让它在开发中具有很大潜力。
编译/薛嵩
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