《哪吒2》混天绫揭秘：碳纤维如何炼成神话法宝？
《哪吒2》混天绫揭秘：碳纤维如何炼成神话法宝？
电影《哪吒2》中，混天绫这一神奇法宝引起了众多观众的好奇：它究竟是什么材料制成的？让我们从电影中的描述出发，一探究竟。
混天绫在电影中展现出令人惊叹的功能：能随意改变长度，强力束缚敌人，甚至能搅动江河、撼动龙宫。这些神奇的特性，不禁让人联想到一种现代高科技材料——碳纤维。
碳纤维的四大特性
1. 质量轻便
碳纤维的密度仅为钢的四分之一，对于哪吒这样的“反骨仔”来说，随身携带并收发自如完全不是问题。
2. 强度极高
碳纤维的强度能达到钢的七至九倍，其筋的抗拉强度最高逾3000兆帕，相对密度仅为钢筋的1/5，耐疲劳性能显著优于钢筋。这种强度足以承受各类攻击。
2022年12月，中建八局采用上海石化48K大丝束碳纤维筋研发的碳纤维吊杆，成功应用于青岛海口路跨风河大桥，是我国首个应用大丝束碳纤维索锚体系的桥梁工程。
3. 耐极端环境
碳纤维具有耐腐蚀的特性，也被称为“黑黄金”。在平常的空气中，碳纤维耐火温度约在300至400摄氏度。在真空或惰性气体环境下，能扛住1000摄氏度的高温。
为了实现碳纤维复合材料耐火烧，可通过使用阻燃树脂进行复合、在树脂中添加阻燃剂、在碳纤维复合材料表面喷涂防火材料等方式。
2022年北京冬奥会上的火炬“飞扬”，外壳用的是上海石化的碳纤维与一种耐火耐高温树脂结合的新型高端复合材料，这种材料能够经受住800摄氏度以上的高温。
4. 柔性与延展性
碳纤维是脆性材料，具备一定柔性。如果要编织成混天绫，需要使用比蚕丝还细的单根碳纤维状态。通过编织工艺形成高强度的柔性织物，辅以匹配的工艺，可以制成各种所需的形状。
将碳纤维与树脂结合制成复合材料后，就可兼具高刚性与一定弹性，能够在不同条件下表现出刚柔并济的特性。这种特性与混天绫“可软可硬”的能力有些相似，既能如绸缎般缠绕敌人，又可硬化成武器，类似碳纤维筋索。
此外，融合后的树脂还可以实现回收，也就是把树脂从碳纤维复合材料中再抽离出来，环保又高效，妥妥的绿色科技！
至于黑色的碳纤维怎么变成红色的混天绫——这也简单，碳纤维可以通过表面涂层技术（如红色耐高温陶瓷漆），或在基体树脂中加入颜色，实现色彩多样化，且不影响核心性能！
碳纤维是如何炼成的
碳纤维生产流程长，工艺、技术和资金壁垒高。中国石化的科学家、工程师经历了很多年的攻关，将一滴原油经历高温、裂解、碳化等千锤百炼，才有了今天的突破。
目前，中国石化是国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维的企业。碳纤维是由聚丙烯腈（或沥青、粘胶）等有机纤维在高温环境下裂解碳化形成的含碳量高于90%的碳主链结构无机纤维，是目前量产高性能纤维中比强度和比模量最高的纤维。
根据丝束规格，可分为小丝束和大丝束两类：
- 小丝束：碳纤维丝束规格低于24K，单丝数量在1000根~24000根之间；主要应用于国防军工如飞机、导弹、火箭、卫星等高科技领域，以及体育休闲用品、渔具、高尔夫球杆、网球拍等领域。
- 大丝束：碳纤维丝束规格达到或超过48K，单丝数量超过48000根，包括48K、60K、80K等，主要应用于工业，包括纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等领域。
你身边的“碳纤维”
在日常生活中，碳纤维的应用场景非常多。航空航天、风电叶片和体育休闲是三大核心应用领域。此外，碳纤维还在压力容器、混配膜成型、碳碳复材、汽车、船舶和建筑等领域广泛应用。
在航空航天领域，碳纤维凭借其轻质且高强度的显著特性，已成为飞机、导弹等关键部件的首选材料。
在风电叶片领域，众多碳纤维生产商积极与风电设备制造商展开合作，共同研发更适配风电叶片的碳纤维材料。
体育休闲领域是碳纤维应用的高附加值市场。随着消费者对运动器材性能要求日益提升，碳纤维因其卓越的力学性能和轻便特性，逐渐在体育器材领域占据重要地位。高尔夫球杆、自行车架、钓竿等产品纷纷采用碳纤维材料。
随着新能源、智能交通等领域快速发展，碳纤维在电动汽车、无人机、轨道交通等领域的应用潜力将进一步释放，展现出广阔的市场前景。
在新材料方面，除了碳纤维，还有其他神奇的材料。比如《哪吒1》里面敖丙身上的万龙甲，外观轻薄，质地坚韧，且有着强大的防御力，普通兵器无法破坏。这种材料类似于被称为“黄金丝”的对位芳纶，具有极高的抗拉强度和抗冲击性能，能够有效抵御子弹的穿透和烈火的燃烧，防弹衣就是用它做的。
以轻盈之躯，承载磅礴之力！这就是神话与科学最浪漫的相遇。