阻尼胶黏剂——无处不在的利国利民之“材”

2019-09-10 07:22
科研成果与传播 2019年2期
关键词:安全卫士阻尼杨利伟

演讲者:李言

推荐单位:北京粘接学会

何为胶黏剂?

胶黏剂是一种“含蓄”的材料,一般都在默默发挥着自己的作用。比如说,当我们走进一个超市,看着满目琳琅的零食和饮料,您可能会想,这跟胶黏剂有什么關系呢?其实不然,当您拿起一瓶可乐,上边的标签就是利用胶进行粘接。亦或者,常用的创可贴则是由一种医用压敏胶来提供粘接作用。再或者,防盗门的边框需要用到一种聚氨酯发泡胶黏剂,道路桥梁的加固和防水需要用到胶黏剂,通信设备中的电路电线更是需要胶黏剂进行固定。其实,我们的衣食住行,身心健康,生老病死都离不开胶黏剂。而功能化的胶黏剂更是无处不在,上至航空航天飞行器,下到深海潜艇蛟龙号,只有你想不到,没有你用不到的。顾名思义,功能化胶黏剂是指其除具有粘接和密封特性之外,还具有光、电、磁、声、热等特性的一种胶接材料。

“安全卫士”——阻尼胶黏剂

近几年,功能化胶黏剂家族当中风光无限的当属阻尼胶黏剂。接下来,我将从两个具体的实例,给大家介绍一下,阻尼胶黏剂是如何成为利国利民之“材”的。

2003年的神州五号载人航天飞船顺利升空,标志着中华民族千年飞天梦,于今朝终成真。当全国人民沉浸在喜悦之时,又有多少人知道我们伟大的航天员杨利伟到底经历了怎样的九死一生呢?在后期多次采访以及他自己的著作《天地九重》当中都曾提及,在整个飞行过程中,他经历了两次最惊心动魄的时刻。这两次惊魂时刻,与阻尼胶黏剂息息有关。第一个惊魂时刻是在火箭升上到三四十公里的高度,火箭的燃料与飞船舱体产生共振,附加到杨利伟身上是个高达6G的低频共振。人体本身对10Hz以下的低频振动非常敏感,杨利伟回忆说,当时他感觉自己的五脏六腑都要炸裂,内心一直处在心悸的状态内。幸运的是,这种从内到外的无法承受之重,在持续了26秒之后,慢慢减轻。事后,经科研人员确定这种共振主要来源于火箭的振动,而当时的减振材料没有有效地抑制共振的产生。一旦,这种低频共振真的与内脏的振动形成最大幅度的叠加,人体的内脏可以在无形之中由内爆破,非常危险。第二个惊魂时刻是在飞船返回地面的时候,因为飞船速度非常高,尽管通过降落伞以及反推发动机大大降低了飞船接触地面的速度,但是,仍然存在很大的反冲力。据杨利伟回忆,神舟五号飞船在第一次降落之后发生回弹,造成舱内巨大的振动,致使他撞向了旁面的麦克风,从而嘴角发生大出血。试想,如果回弹冲击的问题不解决,而我们的航天员在减振中不是嘴角撞到而是其他致命部位撞到硬物,比如,如果是颈部受到巨大冲击,估计命不久矣。看到这里,大家应该明白,为什么我说,两次的惊魂时刻与我们阻尼胶黏剂直接相关。阻尼胶黏剂是一种通过吸收或耗散外部能量起到减振、降噪或吸声作用的功能性胶黏剂。如果当时我们神州五号飞船使用的阻尼胶黏剂能够满足减振需求,就不会出现这两次惊魂时刻。在此之后,科研人员不断反思,经过长达五年的创新发展,共振问题终于在神舟七号飞船中得以彻底解决。培养一个成熟的航天员非常难,他们对于国家来说是无价之宝。而阻尼胶黏剂就是我们航天员的“安全卫士”,是一种真正的利国之“材”。

除国防之外,胶黏剂也在无形之中改变着我们的生活。生在世,衣食住行;凡夫俗子,脱不开此。尤其近年来,我国的高铁技术发展迅猛,用了不到10年时间修了2万公里的高铁。目前我国是世界上运营里程最长和商业运营速度最快的国家。只要坐过高铁的人,都会有一种体会,在高铁车厢里面的环境是舒适和安静的。但是,这种安静并不是与生俱来的,而是科技创新的产物。有网友就曾实拍过,中国的高铁在行进中,巨大的轰鸣声比飞机起飞还恐怖。那么,大家有没有想过,为什么我们坐在高铁内,却没有这样的感觉呢?这主要得益于我们的阻尼胶黏剂。简而言之,在巨大的噪音向高铁内部传递过程中,一旦遇到我们的“安全卫士”——阻尼胶黏剂,外在振动和声波带来的能量将直接被耗散掉,从而给我们坐在高铁内部的乘客提供安静而又舒适的环境。中国的高铁被“铁粉”亲切地称为中国“新四大发明”,各国体验者在网上不断地花式赞美中国高铁,最出名的就是,在高速行进的高铁窗台边缘放置一枚一元硬币,这枚硬币可以屹立不倒。大家有没有想过。其实,在高速行进过程中,车厢各部件对外界环境的变化非常敏感。一个小小的颠簸,可能使乘客安全受到威胁,这又少不得我们的“安全卫士”帮我们将外界带来的颠簸振动耗散掉,还我们一个高速而又安稳的“复兴号”。随着“一带一路”战略的制定,中国高铁走出国门势在必行。未来高铁发展趋势是“更快、更稳”,这对高铁专用阻尼胶黏剂的性能要求会越来越高。

这样的例子还有很多,全都表明阻尼胶黏剂在利国利民方面做出了巨大贡献。胶之道,团结一致,奉献自我。未来,希望各行各业的人们,如同胶黏剂一样,可以团结凝聚在一起,为中华之崛起,贡献自己的力量。

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