※ 引述《hydraj (徵女友)》之銘言： : ※ 引述《hydraj (徵女友)》之銘言： : : 可否運用奈米技術將碳元素 : : 製作成長度一公尺的結構體 : : 但是截面積僅僅只有四分之一奈米平方乘以拍大小的物體 : : 也就是說 : : 這個圓柱體是由碳元素組成的 : : 底面積是四分之一奈米平方乘以拍 : : 高是一公尺 : : 如果可以的話 : : 這個物體的硬度會是多少 : : 會不會像是卡通影片當中的光之劍一樣啊 : 我原本的想法是 : 如果有一把武士刀 : 長度有一公尺 : 但是寬度(或說是截面積也行) : 僅僅只有幾平方奈米大小 : 肉眼幾乎無法看的到 : 而且它的硬度非常的高 : (用任何物質作成的都行,不侷限是碳) : 擁有這樣的武器應該很炫吧 : (原本的構想是來自於"光之劍") : 謝謝大家 ※ 引述《hydraj (徵女友)》之銘言： : ※ 引述《hydraj (徵女友)》之銘言： : : 可否運用奈米技術將碳元素 : : 製作成長度一公尺的結構體 : : 但是截面積僅僅只有四分之一奈米平方乘以拍大小的物體 : : 也就是說 : : 這個圓柱體是由碳元素組成的 : : 底面積是四分之一奈米平方乘以拍 : : 高是一公尺 : : 如果可以的話 : : 這個物體的硬度會是多少 : : 會不會像是卡通影片當中的光之劍一樣啊 : 我原本的想法是 : 如果有一把武士刀 : 長度有一公尺 : 但是寬度(或說是截面積也行) : 僅僅只有幾平方奈米大小 : 肉眼幾乎無法看的到 : 而且它的硬度非常的高 : (用任何物質作成的都行,不侷限是碳) : 擁有這樣的武器應該很炫吧 : (原本的構想是來自於"光之劍") : 謝謝大家 單就你說的那樣，假使1m長，而截面積暫且定為A 就拿他來砍些木頭，魚肉等等，或許可以實現 but，就針對像骨頭，石頭，金屬等這些硬度較高的物體 可能很難喔 何以下這定論? 比方說砍一較硬的物體，雖然你的成分硬度很高 但是相對的大部分硬度高的東西都很脆，那麼現在再考慮 若可以克服脆的問題 接下來將會遇到什麼問題呢? 就拿1m長的長度來算好了 當切割物體時，初步計算將對距離切點最遠的距離產生最大的力矩 假設距離切點為d好了，那麼切割時所產生的力矩將會跟切割之力量F有關 <=====================||刀柄(往下切喔) y ↑ d O ○ |_x 這是剖面圖 F 直徑=nm，所以符合你文中 "四分之一nm平方*pi"之面積 M=F*d，F又跟施力有關(我禿然想到一個現實的問題，等一下會繼續這個問題) (Take moment of point O) 那麼對於O點的力矩為f*r 在O點所造成之最大拉應力為σ=My/I 這裡的M就是只外力造成的moment，y指的是中性軸(Natural axis)到y軸方向之距離 I指慣性矩 針對圓形斷面之最大拉應力，y=半徑(也就是在最外圍會發生最大拉應力)=0.5nm I=pi*(nm)^4/64 所以造成之最大拉應力將變成 σ=My/I=F*d*0.5nm*64/{pi*(nm)^4}=32F*d/{pi*10^-27} 算到這邊應該知道，拉應力將會是無限大，保證會在該點(O點下方)斷裂!!! 那麼，我剛剛文中說的現實問題是什麼呢?(這邊真的很好玩，很有趣，值得看倌一看) 恩，考慮這把'奈米刀'的自重好了，現在令長度為d的奈米刀，截面積同於你所假設 則碳的原子量取C-12，一顆原子質量為1.6606*10E-24g，一顆原子的直徑取1*10E-10m 又再次假設這把奈米刀之碳結晶所形成的金屬堆積(雖然是碳，碳以金屬堆積討論之)之 結晶結構為HCP(六方精密晶格，較強)來排列，忽略其他因素，則我們有以下代數 奈米刀長度d (m) 奈米刀斷面直徑 D (nm) 一顆碳原子重量 12*gra*1.6606*10E-24 (g) ........................(1) gra為重力加速度常數 一顆碳原子體積 12*0.74*(4/3)*pi*{1*10E-10}^3 (m)^3.............(2) 12個原子*HCP堆積因子0.74*球體體積公式 堆積因子定義為==>單位晶胞內，實際上原子所佔的體積 則這把奈米刀的體積為0.25*pi*D^2*(nm)^2*d(m)=025*pi*D^2*d {10E-18 m^3}.....(3) 這把奈米刀內碳原子的重量W為(3)*(1)/(2) 得W=12*gra*1.6606*10E-24*0.25*pi*D^2*d*10E-18/{12*0.74*4/3*pi*10E-30} =0.42076*D^2*d*10E-12*gra 由於D=1，又gra=9.81m/s^2帶入可得W=4.122766*d*10E-12 (g) 若d=1m帶入(因為我都化成公尺的單位)，W=4.122766*10E-12 (g) 這個數據代表這把奈米刀很輕! 輕的影響我想不用說了吧.... 重點是! 對於奈米刀本身的自重! 咱們來算算看自重的影響 算自重造成對O點的拉應力 σ=My/I 這時的M=0.5W (m-g)(公尺-公克) y=0.5 (nm) (因為此時受自重影響，刀身張力在斷面之y方向向上0.5nm處最大) I=不變=pi*(nm)^4/32={pi*10E-36}/32 (m^4) σ=0.5*4.122766*10E-12(m-g)*0.5*10E-9(m)/{pi*10E-36}/32 =10.5*10E15 g/m^2 =10.5*10E12 kg/m^2 =10.5*10E6 kg/mm^2 =10.5*9.81*10E6 N/mm^2 =~103*10E6 MPa 這是很大的一個拉應力 我想這奈米刀恐怕連自己的重量都無法支撐吧! 一般金屬 最大最大給你拉應力300MPa(很大囉) 假使這奈米刀，給你允許的拉應力為1000MPa好了 帶回去可以求到長度要多少才可以合乎規範 .....好像寫太多了.... -- ㄟ~~ 請不要這樣看我-.- 我不做黑的-_- --

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