机器|WE大会上最年轻的中国科学家!在海洋一万米深处养了一条机器鱼?


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"multi_version":false前几天 , 军武菌在线上观看了一年一度的腾讯WE科技大会 , 今年的主题是“洞天” , 大意就是用科学探索未知 , 因此邀请来了2020年诺贝尔物理学奖获得者及多位国际权威专家 , 现场给我们讲述不同领域的最新突破和进展 。
在现场的 , 最吸引我的当属6位大咖中最年轻的李铁风教授 , 作为浙江大学航空航天学院教授、博士生导师 , 他居然是一位85后的年轻科学家 。 而且在研究的领域和讲述的故事也很有意思:
那就是设计能下潜一万米的深海潜水器!
有人说 , 造个潜水艇还不简单吗?其实一点也不简单 , 美军的海狼级潜艇最深只能潜600米 , 世界军用潜艇最深下潜记录是苏联685型潜艇的1027米 。 但地球上海洋最深处为11034米 , 区区一千米才算哪跟哪?
▲世界下潜深度最大的核潜艇也就1000多米
我们都知道南极、北极、第三极(青藏高原)、第四极(马里亚纳海沟)被称为地球四极 。 南极北极点和珠穆朗玛峰相继在100年前被人类征服 , 并且实现了常态化探险活动 。 而第四极马里亚纳海沟 , 则直到1960年才第一次有人乘坐潜水器下潜到10961米的海底 。 至今六七十年过去了 , 真正下潜到海底一万米的人和机器仍然寥寥无几 。
▲中国首台突破一万米下潜深度的潜水器
2016年 , 中国研制的“海斗”号成为我国首台下潜到10767米的潜水器 。 成为全世界继日、美两国后第三个拥有万米级无人潜水器能力的国家!
人类制造的机器 , 能把人送上月球、登陆火星、甚至已经即将飞出太阳系 。 为什么一万米的海底却难以征服?
▲重约825公斤的旅行者1号已经飞出太阳系了
我们都知道 , 海底越深水压越大 , 马里亚纳海沟深处在一万米以上 , 物体如果在这个海底位置 , 将会承受约1000倍的海平面大气压 。 什么概念呢?这相当于2000头非洲象踩在一个人背上 。 如果人在毫无防护的情况下出现在海底一万米 , 会瞬间被水压成肉饼 。
克服海底压力的传统方式是用硬质金属材料造一个壳子 , 这个硬壳能抗住多大压力 , 就能下潜到多深的海底 。 前面说到 , 传统的军用潜艇一般下潜深度大概在几百米 。 685型核潜艇的耐压艇体使用48-T钛合金材料制成 , 勉强下潜到一千多米 。
那直接造一个结实的金属球扔海里不就行了?就跟造火箭和造窜天猴一样 , 说起来简单实际操作上很难 , 能造出潜水器下潜到海底一万米的国家只有美、中、日等几个国家 。
例如前几年中国研制“奋斗者”号万米载人潜水器时 , 传统深海潜水器上使用的Ti64材料无法承受如此深度的水压 , 经过一段时间研发后 , 研制出新型钛合金Ti62A材料 , 同时还要克服钛合金加工困难 , 其制作水平完全不亚于建造航空火箭发射舱 , 一般人还真玩不转 。
▲“奋斗者”号载人潜水器下潜海底到10909米
除了这种“面多了加水、水多了加面”的传统方式 , 难道就没有其他办法了吗?
机缘巧合 , 2014年在探测马里亚纳海沟的过程中 , 人们首次发现黑暗寂静的海底深处生活着一种深海狮子鱼 , 它大约只有一张A4纸那么大 , 却可以承受8700多米深海的超强压强 。
狮子鱼并没有坚固的耐压壳 , 为什么却可以在深海活着?
科学家研究发现 , 深海狮子鱼不同于其他生物 , 它的骨骼细碎状地分布在凝胶状柔软的身体中 , 连头骨都不是完整的一块 , 这有助于其在高压力环境下的生存与活动 , 能够帮助承受近百兆帕的高压 。