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【漫談玄武巖】從石磯娘娘到玄武巖復(fù)合材料:神話與材料科學(xué)的奇妙鏈接

在《哪吒之魔童鬧海》的奇幻世界里,石磯娘娘以其獨(dú)特形象令人印象深刻。仔細(xì)觀察,我們竟能發(fā)現(xiàn)諸多線索,有力地證明她與現(xiàn)實(shí)中的玄武巖有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

石磯娘娘:玄武巖的神話化身?

外觀特征方面:石磯娘娘的頭發(fā)漆黑,整體膚色偏紫。玄武巖在自然界中常呈現(xiàn)黑色、灰黑色,在特定氧化環(huán)境下,因鐵元素形態(tài)變化,會(huì)披上紫色 “外衣”,這與石磯娘娘的色彩特征不謀而合。她頭發(fā)上明顯的氣孔構(gòu)造,恰似玄武巖形成過(guò)程中,巖漿快速冷卻,氣體來(lái)不及逸出留下的氣孔痕跡。而其臉上獨(dú)特的杏仁構(gòu)造,更是玄武巖氣孔被方解石、綠泥石等礦物充填后的典型特征。

【漫談玄武巖】從石磯娘娘到玄武巖復(fù)合材料:神話與材料科學(xué)的奇妙鏈接
【漫談玄武巖】從石磯娘娘到玄武巖復(fù)合材料:神話與材料科學(xué)的奇妙鏈接

神話與科學(xué)的交融視角:在古老神話里,石磯娘娘由頑石修煉而成。玄武巖質(zhì)地堅(jiān)硬,作為常見(jiàn)火山巖,從現(xiàn)代科技層面看,將其加熱至 1450℃左右熔融,再經(jīng)特殊工藝能拉制成連續(xù)纖維,這一過(guò)程與石磯娘娘的修煉蛻變頗為相似,都?xì)v經(jīng)了巨大變化。石磯娘娘居住的骷髏山白骨洞,地貌宛如火山地貌,暗示著她所處環(huán)境由巖漿巖,尤其是玄武巖構(gòu)成,側(cè)面印證了她與玄武巖的關(guān)聯(lián)。

【漫談玄武巖】從石磯娘娘到玄武巖復(fù)合材料:神話與材料科學(xué)的奇妙鏈接

電影情節(jié)中的表現(xiàn):石磯娘娘被擊敗后化作青灰色致密石塊。雖乍看像石灰?guī)r,但石灰?guī)r主要由沉積作用形成,而玄武巖作為巖漿巖,可通過(guò)巖石圈物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖,這正符合石磯娘娘從類(lèi)似玄武巖形態(tài)到被擊敗后呈現(xiàn)類(lèi)似石灰?guī)r形態(tài)的變化過(guò)程。

【漫談玄武巖】從石磯娘娘到玄武巖復(fù)合材料:神話與材料科學(xué)的奇妙鏈接
【漫談玄武巖】從石磯娘娘到玄武巖復(fù)合材料:神話與材料科學(xué)的奇妙鏈接

玄武巖復(fù)合材料:現(xiàn)實(shí)中的神奇衍生

玄武巖復(fù)合材料,是以玄武巖纖維為增強(qiáng)體,與各種基體材料復(fù)合而成。玄武巖纖維是由天然的玄武巖礦石在高溫熔融后,經(jīng)特殊工藝?yán)贫伞6@些纖維與樹(shù)脂、混凝土、瀝青等基體材料 “攜手”,通過(guò)特定的復(fù)合工藝,就誕生了性能卓越的玄武巖復(fù)合材料。

【漫談玄武巖】從石磯娘娘到玄武巖復(fù)合材料:神話與材料科學(xué)的奇妙鏈接
【漫談玄武巖】從石磯娘娘到玄武巖復(fù)合材料:神話與材料科學(xué)的奇妙鏈接

玄武巖纖維和玄武巖粗紗

玄武巖復(fù)合材料具備眾多優(yōu)異特性。它強(qiáng)度高、模量高,能承受較大外力且不易變形;耐高溫、熱穩(wěn)定性佳,可在極端溫度環(huán)境下穩(wěn)定使用;化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),在酸、堿、鹽等惡劣環(huán)境中耐腐蝕;電絕緣性好且吸音效果出色;還具有綠色環(huán)保屬性,廢棄后可自然降解。

在應(yīng)用方面,它在國(guó)防軍工與航空航天領(lǐng)域,助力制造飛機(jī)零部件、導(dǎo)彈外殼、防彈衣等,減輕重量的同時(shí)提升性能與防護(hù)力。建筑與土木工程中,用于增強(qiáng)混凝土、制作保溫材料,讓建筑更堅(jiān)固、節(jié)能。汽車(chē)制造里,可打造汽車(chē)內(nèi)飾件、車(chē)身結(jié)構(gòu)件,實(shí)現(xiàn)輕量化與環(huán)保。環(huán)保領(lǐng)域,能制成過(guò)濾材料凈化工業(yè)廢氣廢水。體育休閑用品制作時(shí),為滑雪板、羽毛球拍等增添良好性能。

國(guó)家政策助力產(chǎn)業(yè)騰飛

在全球積極發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)的大背景下,多個(gè)國(guó)家紛紛出臺(tái)相關(guān)政策,大力推動(dòng)玄武巖復(fù)合材料的研發(fā)與應(yīng)用。

我國(guó)高度重視玄武巖復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在《“十四五” 原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中,明確將高性能纖維及復(fù)合材料列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域,為玄武巖復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)指明了發(fā)展方向。通過(guò)設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)資金,鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)聯(lián)合攻關(guān),突破玄武巖纖維生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)難題。在產(chǎn)業(yè)扶持政策上,對(duì)從事玄武巖復(fù)合材料生產(chǎn)的企業(yè)給予稅收優(yōu)惠,降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本,提高企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的積極性。同時(shí),加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè),完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈配套,形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng),提升產(chǎn)業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)力。

俄羅斯憑借其豐富的玄武巖礦產(chǎn)資源,制定了一系列產(chǎn)業(yè)促進(jìn)政策。政府主導(dǎo)建立國(guó)家級(jí)研發(fā)中心,集中優(yōu)勢(shì)科研力量,致力于開(kāi)發(fā)高性能玄武巖纖維及復(fù)合材料制備技術(shù)。美國(guó)則注重產(chǎn)學(xué)研合作,通過(guò)政府、高校和企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新,加速玄武巖復(fù)合材料的技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化。出臺(tái)政策鼓勵(lì)高校開(kāi)設(shè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程,培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入智力源泉。在標(biāo)準(zhǔn)制定方面,積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定,提升美國(guó)在該領(lǐng)域的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)展望

目前,全球部分國(guó)家在玄武巖纖維及其復(fù)合材料生產(chǎn)應(yīng)用上領(lǐng)先,但仍面臨不同地區(qū)玄武巖礦物成分差異致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、生產(chǎn)設(shè)備與工藝待完善、成本較高以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全等問(wèn)題。不過(guò),在國(guó)家政策的大力扶持下,隨著池窯法等生產(chǎn)工藝改進(jìn),未來(lái)它將朝著高性能、多功能、低成本、綠色環(huán)保方向發(fā)展,在更多新興領(lǐng)域綻放光彩。

從神話中的石磯娘娘到現(xiàn)實(shí)里的玄武巖復(fù)合材料,我們看到了神話與材料科學(xué)的奇妙鏈接。國(guó)家政策如同有力的助推器,加速著這種源于自然又經(jīng)科技創(chuàng)造的復(fù)合材料發(fā)展,它正悄然改變著我們的世界,也為我們帶來(lái)無(wú)盡遐想。


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