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刀的锋利程度可以达到分子级别吗?那在切割的时候会出现什么情况?会发生化学反应吗?

 pgl147258 2014-01-11

【yjjart的回答(18票)】:

锋利程度分子级别(不过鉴于用来加工成刀的材料很少有分子晶体的,称其为原子级别似乎更为恰当)的刀我认为是无法存在的,因为锋利本身意味着刀刃变得非常薄,从而大大降低其机械强度(可能发生卷刃),那样的话,恐怕很难切开其他材料。

关于切割(和其他力学作用)过程中的化学变化,其实还是有一些研究的(比如UIUC的Jeffrey Moore课题组就有不少力化学的研究http://sulfur.scs.uiuc.edu/research/mechanochem.html)。普通的刀具在切割高分子材料的时候就会有化学变化,高分子链在刀刃挤压下会发生断裂形成自由基。

不过其实原子级别的针确实是存在的,扫描隧道显微镜(STM)的探针针尖只有一个原子,但不是用来戳东西的,而是通过隧道效应工作的,可以用来探测材料表面原子尺度的结构,也可以用来移动原子或引发单个分子的化学变化。

【杜鑫的回答(3票)】:

刀刃是可以做到分子级别的,即:刀刃的最尖端是明显的单分子或数个分子构成的楔形结构。

分子级别的刀刃不是“磨”出来的,可以采购多种方式达到,但不可能“磨”成分子级别。

一块玻璃摔碎后的边缘有一部分便是分子级别的,生活中很多地方存在分子级别的“刀”。

刀刃的锋利程度、宏观结构等等导致分子级别的刀锋利持久性不佳,优秀的刀是锋利和持久的完美结合。

不会容易发生化学反应,要取决于做这样的刀的材质对环境的稳定性。

如果有一片楔形完美的分子级别的刀,也不能将人轻易切成两半,其强度和锋利的持久度不足以。

补充一个,分子级别的针也有很多,出名的可以参考,扫描隧道显微镜中的探针。

【汪磁的回答(0票)】:

原子力显微镜(AFM),就是你说的东西吧,不过也是通过探针实现,其进化版为扫描隧道显微镜(STM)。

【范冰XDash的回答(0票)】:

看过一个日漫《强殖装甲》,里面设想了一种分子武器叫“高周波剑”。

所谓的“高周波”就是高频率波,是利用高频电磁场使物料内部分子间互相激烈碰撞产生高温达到焊接和熔接的目的,目前已经应用的场景已有高周波塑料熔接机、高周波皮塑熔断机、高周波折盒压痕机、高周波金属熔铸机、高周波金属加热机等(via 百度百科)。

设想如果将这种技术运营在刀剑武器上,是绝对极具杀伤力的。

另外看过一个系列节目叫《不可能的物理学》,里面探讨了Star Wars里的光剑,最终的探讨结果是用“电浆”这种物质来实现,即游离电子和自由电子流体组成的物质的第四种形态。

【王石的回答(0票)】:

这方面的物理学知识了解的不多,但在科幻题材动漫或者小说中经常有提及一种环保高效无耗能的近战搏斗武器——原子刀,或者叫分子振动刀。想来其灵感来源就是问题所提到的锋利度。

在这些作品的描述里面,原子刀可以凭借其锋利轻松破坏机体的坚硬装甲。貌似在形态上都有振动或者光芒流动的效果,推测应该不是直接表示刀刃的物理尺寸小,而是表明刀刃有高速振动的效果,通过振动的能量去进行切割,而不是靠挥动的力量去进行切割。

原文地址:知乎

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