2025年底至2026年初,中国科学院山西煤化所联合相关单位,在山西大同建成T1000级高性能碳纤维国产化生产线并实现稳定量产,这种材料因韧性极强,被拿来与《三体》中能切割巨轮的“飞刃”类比,还有人称其为“地表超强材料”,其抗拉强度是钢的7-8倍。
“现实版飞刃”:一根细丝藏着怎样的“超能力”?
若把T1000级碳纤维单丝和头发丝放在一起,前者直径不足后者的十分之一,细到肉眼难辨;可别小瞧这根“细丝”,1米长仅重0.5克的它,抗拉强度却突破6600兆帕——相当于能轻松拉起3个成年男性(约200公斤)而不断裂,是普通钢丝韧性的8倍。
更“硬核”的是,这种“三体飞刃”在零下180℃的极寒和1000℃的高温中都能保持性能稳定,连酸碱腐蚀都不怕,难怪被业内称为“黑色黄金”。
这种“超能力”的秘密,藏在原子层面的“精妙编织”里。和铅笔芯(石墨)一样,T1000碳纤维的核心成分也是碳原子,但石墨的碳原子层像一摞没粘牢的扑克牌,一推就散,所以一掰就断;而T1000碳纤维通过特殊工艺,用类似“分子胶水”的作用力,把碳原子形成的石墨烯片层不规则且牢牢黏合,再整体压实,最终形成“纵向有纤维、横向能锁死”的立体网络。当外力拉扯时,力量会沿着上亿个碳原子网均匀分散,自然“坚不可摧”。
从“无米下炊”到“全球并跑”:山西如何啃下“硬骨头”?
如今能稳定量产的T1000碳纤维,背后是中国科研人20多年的“突围战”。21世纪初,日、美等国对我国实施高性能碳纤维技术封锁和产品禁运,当时我国高端装备所需的碳纤维几乎全靠进口,一旦断供就陷入“无米下炊”的困境——比如航空航天领域的关键部件,没有合格的碳纤维就无法生产。
2008年,山西煤化所临危受命,率先攻克T300级碳纤维工程化量产,让国产碳纤维实现从“无”到“有”的突破;随后又陆续拿下T700、T800级技术,一步步缩小与国际顶尖水平的差距。
2016年,科研团队瞄准更高难度的T1000级,选择了第二代“干喷湿纺”工艺——这个工艺像山西人做饸饹面:原料纯化聚合是“和面”,喷丝固化是“压面”,先让纺丝液经空气段加压提速,再进入凝固环节定型,能最大程度减少纤维缺陷。
科研人员用8年时间,攻克了大容量原液聚合、多纺位原丝控制等核心难题,还实现了关键设备100%国产化,2025年11月,山西大同的千吨级示范生产线正式投产,标志着我国在高端碳纤维领域打破国外垄断,迈入“全球并跑”行列。
“黑色黄金”落地:能撑起哪些国之重器与民生改变?
T1000碳纤维的量产,不仅是材料领域的突破,更给多个产业带来“升级钥匙”。在航空航天领域,它能让卫星、火箭的结构部件减重40%以上,既降低发射成本,又能搭载更多科研设备;新能源领域,风力发电机的巨大叶片用它制作,能承受更强的风力冲击,储氢瓶用它做内胆,重量轻还能耐高压;甚至在医疗领域,它可以制成接骨板和牙根植入体,人体排异反应小,做X光检查时还不会产生干扰影,方便医生诊断。
对国家而言,这种“卡脖子”技术的突破,意味着我国在航空航天、国防军工等战略性领域,不再依赖进口材料,能牢牢掌握发展主动权;对普通人来说,未来我们可能会看到用碳纤维做的汽车——车身减重60%,油耗更低;5米以上的高端钓竿,用它制作能保持韧性还不易断。从《三体》里的科幻想象,到山西生产线的现实产出,这根“超强细丝”,正悄悄撑起我们的“硬核未来”。
消息来源:光明网1月15日报道《一根细丝扛千钧》https://m.toutiao.com/is/rlnobor5558/ rlnobor5558` pib:/ e@o.Dh :3pm