“现实版飞刃”撑起国之重器“硬核”未来
性能碳纤维被誉为“地表超强材料”，是航空航天、国防军工等国家战略性产业不可或缺的关键基础材料。经过多年研究攻关，中国科学院山西煤炭化学研究所实现T1000级碳纤维全流程自主可控的重大突破，并实现了国产化量产。
还记得《三体》里能将钢铁巨轮轻松切割的“飞刃”吗？最近，中国科学院山西煤化所磨剑数十年，和有关单位联合打造出国产T1000级高性能碳纤维，这正是现实中应用性能最接近“飞刃”的超强材料。
这是已经实现量产的这种“地表超强材料”，每一股有12000根单丝，单丝直径不到头发丝的十分之一，却强到不可思议。这样1米长的碳纤维只有0.5克重，抗拉强度超6600兆帕，能拉动约200公斤的重物也不会断，是钢材料的7到8倍。这根“现实版飞刃”是怎么造出来的？又将撑起哪些硬核未来？
这里是碳纤维诞生地的摇篮，化合物在这里聚合之后，通过干喷湿纺的工艺，在这个池子里诞生了这样的一个原丝。这是一束原丝，看着像我们生活中常见的透明胶条，但其实它包含有4000—6000根原丝，2—3束拧成一股，每一股最后就形成了12000根原丝，然后进行到后续的工艺当中。
真正的“神力”，除了诞生之初的聚合，就是用化学反应在原子层面编织出精妙的强韧网络。白色的丝束首先被送进氧化炉，逐渐变成黄褐色。接着是最关键的碳化环节，丝束被送进1000—1500℃的高温炉，分子里的氢、氧等杂质被彻底剥离，最后只留下高纯度的碳原子。
纯碳材料就能成为超强材料么？其实并非如此。生活中最常见的石墨铅笔芯和T1000碳纤维，本质上都由碳原子构成，但一个一掰就碎，一个成束之后却能拉动汽车。天差地别的根源就在我们看不见的原子“编织”方式里。
在微观纺织过程中，碳原子首先会连接成一张极其坚固的六边形网——石墨烯片层。这种网本身非常坚固，但如果无数张这样的网只是简单地堆叠在一起，就会像一摞扑克牌，轻轻一推就散开，石墨铅笔芯就是这种微观结构一掰就断。
而碳纤维的“纺织”工艺要精妙得多，它就像是用分子胶水，把每一层都不规则地牢牢粘合在一起，再整体压实。最终形成一个既有纵向纤维，又有横向锁死的超级立体网络。所以，当我们拉扯这根碳纤维时，力量会沿着数以亿计的碳原子网均匀分散。