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第721章 材料学的实操经验 三


物理机制虽然找到了,但要做到严丝合缝的“恒阻”,绝不是随便长成一棵树就行的。

“拉伸的形变率,必须和分形维度的增长率形成完美的数学互逆关系!”

数学,这可是徐辰的绝对统治区!

身为LV.5的数学皇帝,徐辰连草稿纸都没拿,直接在脑海中列出了豪斯多夫维度的积分方程。

他盯着电镜下的图像,大脑犹如量子计算机般疯狂运转。

“设三维逾渗拉伸主应变为  ε,微观导电通道微分矩阵为  dR……”

“根据标度不变性原理,有效逾渗概率阈值  P_c  与空间分形维度  D_f  满足幂律耦合……”

不到十分钟,徐辰就在脑海中完成了上百步的偏微分推导。

那张密布在电镜下的分形图,其每一个纳米级分叉的角度、分支阶数、质量分布指数,被他在脑海中重组成庞大的分形盒维数点云矩阵。

伴随着最后一级泰勒展开的收敛,一个凝练的数字跃然浮现:

D_f  ≈  2.314!

这代表着,眼前这套材料的分子骨架,是一个在空间中的2.314维的分形!

……

2.314维。

这个数字此刻还只是基于理论推导的猜想。

为了验证猜想的正确性,徐辰决定反向推演。如果这个维度是对的,那么根据分形几何与形变力学的耦合关系,他应该能反推出这块薄膜在拉伸时的临界形变率。

不同材料的形变响应速度是完全不同的。在材料学中有更专业的名字:泊松比。

泊松比决定了一个材料被拉长时,它在侧面会收缩多少。

橡胶的泊松比很大,可以轻松拉伸到原长的五倍甚至十倍,形变极其缓慢且均匀;而脆性陶瓷的泊松比很低,哪怕只被拉伸1%,内部晶格就会瞬间崩塌断裂。

对于这种依靠“分形空间折叠”来维持恒阻的材料而言,形变速度至关重要。

如果形变太快或太慢,分形结构的变化就会跟不上,动态平衡就会被打破,恒阻效应瞬间失效。

因此,只有当宏观的力学形变率,和微观的  2.314  维分形结构形成死锁时,它才能做到完美恒阻!

徐辰深吸了一口气,将  2.314  这个常数代入到弹性力学方程中,开始反推。

几分钟后,他的脑海中得出了一个精确到小数点后三位的数字。

泊松比:0.418!

……

“只要这块薄膜在现实测试中的真实形变率是  0.418,那就意味着,我的猜想是对的。我真的用数学公式,算出了这种材料的物理原理。”

接下来,就是验证奇迹的时刻。

徐辰打了个响指。

一台庞大而精密的  DMA(动态热机械分析仪)附带双轴拉伸组件,在实验台中央凭空浮现。

徐辰小心翼翼地将那块薄膜裁切成标准的哑铃型测试样条,夹在上下两个高精度的钛合金夹具中。然后在控制面板上输入测试指令:以  0.05mm/s  的恒定速率进行应力-应变扫描。

“开始测试。”

机械臂发出极其轻微的“嗡嗡”声,上下夹具开始缓慢分离。

全息屏幕上,代表着薄膜内部应力、形变量和横向收缩率的数据开始疯狂滚动。

徐辰双手撑在操作台上,目光死死地盯着屏幕右下角那个正在实时计算中的动态泊松比数值。

0.411……

0.415……

薄膜在拉伸下肉眼可见地变薄,内部的纳米分形树枝正在发生着剧烈的空间折叠与重组。

0.417……

随着拉伸达到材料的弹性极限屈服点,屏幕上滚动的数据瀑布猛地一顿,一条完美的红色数据曲线瞬间定格!

最终的实测泊松比数值,在屏幕中央被高亮放大:

【实测泊松比(ν):0.41802】

【数据拟合度:99.999%!】

……

“机制完全吻合!”徐辰长舒了一口气。

不过,物理机制虽然摸透了,但如何找出这玩意儿的“制备配方”和“工艺流程”,徐辰却彻底抓瞎了。

知道它是一棵“2.314维的树”,和知道“怎么在反应釜里把它种出来”,完全是两码事。

这就需要真正的材料学大佬给点提示和方向了。

……

一个月的时间,转瞬即逝。

七月二十日,上午。

北京大学,物理学院大楼。

徐辰轻车熟路地穿过走廊。他突然恍惚了一下,这场景似曾相识。

三年前,好像也是暑假,他到物理学院这边做数学外援,那会儿,组里的师兄师姐还一口一个“学弟”地叫着。

如今三年过去了,铁打的营盘流水的兵,当年那批被实验折磨得痛不欲生的人,大多已经毕业,散落在全国各地的研究所或大厂里。

走廊上,一个穿着白大褂、头发有些稀疏的博士生端着咖啡杯走出来,刚好和徐辰打了个照面。

那博士生先是漫不经心地扫了一眼,往前走了两步,突然像见了鬼一样猛地刹住脚,猛地回过头。

“徐……徐神?不对,徐院士?!”

徐辰有些奇怪,停下脚步笑了笑:“哦?你认识我?”

“徐院士您之前在这的时候,张乐阳师兄还在,我那会儿还是个在组里专门负责洗烧杯的研一新生呢!”博士生激动得声音都拔高了八度,连手里的咖啡都晃出了几滴,“当时你在的那个课题里那批师兄师姐们都走了,就剩我了,其他都是新人了。”

“原来如此,我好像想起来了,你是不是叫赵一凡?”

“对对对!是我!是我!”赵一凡激动得连连点头,脸都红了。他怎么也没想到,如今已经位列华国科学界神坛的徐辰,居然还能一口叫出当年课题组里一个打杂小透明的名字!

徐辰瞅了一眼那人严重倒退的发际线,和眼下那两道浓重的黑眼圈,回想起3年前那个身影,心里忍不住嘀咕:这三年你到底经历了什么!你这头发秃得我都认不出来了。

“咳,”徐辰清了清嗓子,把飘远的思绪拉了回来,“李院士在办公室吧?”

“在在在!在这个办公室,我带您过去!”博士生赶紧热情地让开路。

……


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