怎么成为蝙蝠侠？韦恩科技大起底

今年，一部《复仇者联盟3》再次掀起了大家对英雄的痴迷，漫威有赚足了大家的眼泪。但是，拥有超级英雄的不只有漫威。今天，我们来DC漫画看看许久不见的蝙蝠侠！谁没有一个超级英雄梦呢？但是想成为超人是不可能了，要成为蝙蝠侠却并非不可能。因为蝙蝠侠可不是超人，他只是一个普通的人类而已。你是否想成为蝙蝠侠救危济困？那就来看看这篇文章，你也许也会成为一名真正的超级英雄哦~

一、蝙蝠侠都有什么装备？原理是什么？

要成为蝙蝠侠，当然不仅仅是有韦恩工业这么简单。但是，如果没有韦恩工业科技装备，那蝙蝠侠充其量也不过是一个武士罢了。所以，装备还是很重要哒。

蝙蝠侠都有什么装备？下面我们就来从头到脚一一列举。

1、 蝙蝠头盔

作为最重要的装备之一，蝙蝠头盔承担了许多责任。它要保护蝙蝠侠的脑袋，也要掩盖蝙蝠侠的身份。当然，就算是塑料的戴上也就没人认识了。但是蝙蝠头盔可不是塑料的。

蝙蝠头盔的主体是石墨构造。但是单纯的石墨其实是脆性材料，很容易折断损坏。可见，蝙蝠侠的头盔一定是复合材料，或者说，应该是碳纤维复合材料。这种材料在航天工业中都有应用。

碳纤维复合材料(CFRP)是以树脂为基体，碳纤维为增强体的复合材料。这是在20世纪60年代中期兴起，至今方兴未艾的一种材料。

这种材料的优点包括：

（1） 密度小，与镁相当，是其他几种金属材料密度的0.20～0.57倍，使用碳纤维的头盔比金属头盔要轻30-40%。

（2） 比强度(材料的拉伸强度与密度之比)和比模量(弹性模量与密度之比)都很高。其比强度比钢高5倍，比铝合金高4倍;比模量则是其它结构材料的1.3～12.3倍。

（3） 碳纤维是一种各向异性材料，在各个不同的方向上，物理性能完全不同。这就有利于设计出非常符合脑袋外形或者奇形怪状的东西（比如蝙蝠侠那俩耳朵）。设计者可通过选择合适的铺层方向和层数来满足强度、刚度和各种特殊要求，以获得满足使用要求、具有最佳性能质量比的复合材料结构。

（4） 抗疲劳性好。碳纤维复合材料的疲劳极限可以达到拉伸强度的70%～80%，比金属材料提高一倍。

（5） 抗震性好。可以吸收很大的能量，阻尼高。

（6） 耐高温，耐烧蚀。拿火烧是根本没用的。400度高温下不会变性。

（7） 破损安全性高。由于材料内部是一根一根的纤维，就算断了一根还有其他撑着，绝对不会直接破碎。

（8） 可以整体成型。蝙蝠头盔就是整体成型的产物，一次性制造完成，没有任何连接部件。使用拉拔、注射、缠绕、铺放等技术，一次成型。完全看不到接缝耶！

芳纶

但是，碳纤维是不防弹的。因为断裂延伸太小,单位面积的弹击吸能较低，换句话说，一个子弹打上去立刻就穿透了。于是，需要在表面再涂一层防弹材料。这就是芳纶、聚乙烯纤维。目前美、英等发达国家采用的防弹头盔都是芳纶材质。这些材料与防弹衣不同，是硬质的。其变形能和断裂能很高，可以吸收子弹的能量。子弹到达材料时，能量以冲击波形式传播。包括横波与纵波。纵波的主要形式是压缩波,横波的主要形式是剪切波。材料经过高速压缩、剪切破坏、拉伸破坏、背凸形成和回弹五个阶段，彻底阻止子弹进入材料内部。这就是防弹纤维的原理。

当然头盔里还有夜视仪、热像仪、声纳仪、防毒面具、微型无线电接收器和对讲机系统这么多乱七八糟。但是原理大家基本都懂，就不说啦。仅仅一个头盔就这么多学问，其他的还得了？我们慢慢看。

2、 蝙蝠盔甲

据说，最新蝙蝠侠盔甲是由双层加强型钛合金面板和聚酯纤维构成。蝙蝠盔甲使用的聚酯纤维一定是经过改性的。说白了就是一种化纤。其实很多衣服都是聚酯纤维制造的。国际产量也很大，2002年底全球聚酯纤维产量2 100万t，占全部化纤的63%。这种材料完全可以非常舒适，采用多层复合材料，在抗冲击的前提下，内层材料可以吸汗，外层材料可以快速排出水分。这都是通过化学、物理、工艺改性做到的。常规聚酯纤维是不吸水的，因为没有亲水基团。通过化学改性加入亲水基团后，就获得了吸湿的能力。

钛合金在航空工业采用的也很多。钛合金也是一种轻质材料，比普通金属比如铁铝都要轻的多（当然也贵的多）。如美国产的Ti-555 合金，这种材料强度高，韧性好，抗拉强度达到 1450 MPa 以上，且冷加工性 能优异。钛合金材料耐高温，540度毫无压力。抗氧化，耐油，不容易变形。但是钛合金的问题是，强度越高，塑性和韧性会降低。所以还是有问题的。

3、 蝙蝠护臂手套

这个手套最大的特点是仿生壁虎的粘附力。壁虎的粘附是可逆的，这种力量来自壁虎爪端的多尺度微纳结构，形成了范德华力。

壁虎的脚上排列着密集的刚毛，1平方毫米上就有5000根长度在30-130微米的刚毛。每只脚趾上有数百万根刚毛。每根刚毛上还有400-1000根直径200纳米的分叉。如此产生的范德华力（也就是分子吸引力，是中性分子间一种微 弱的电磁引力）完全足以支撑壁虎的体重。而且环境湿度越大，粘附力越强。

关于脱粘，主要是利用了材料的各向异性。向不同方向时，刚毛的粘附性能完全不同。如图可以直观看出壁虎是怎样脱粘的。大小是指需要用到的力。

目前制造类似壁虎刚毛结构仿生材料有多种方法，包括物理、化学、生物等。现在爬壁机器人的应用以及越来越广泛，利用的技术也很多，比如AFM 刻蚀法，氧化铝模板孔洞注入成型、电感耦合等离子体刻蚀(ICP)技术、阵列纳米碳管的制备、光刻技术、反应性等离子体干刻蚀法、负压吸附等。有一些壁面清洗机器人已经投入使用。那么蝙蝠侠有这么个手套，大概也不是很难实现。虽然目前还不行，因为目前的大多数模仿刚毛的材料里，纤维都会互相粘结造成接触面积降低。不是性能不好就是寿命太短。虽然蝙蝠侠不差钱……也不行。

4、 蝙蝠靴

这是科技含量相对比较低的一个装备。除了其中的蝙蝠发信器。由于蝙蝠是群居，互相之间一定有一种通讯方式。蝙蝠是利用超声波进行回声定位和猎食的。相互之间理论上也会利用超声波来通讯。所以，蝙蝠发信器利用超声波聚集蝙蝠，也不是不可能的。当然目前我们的仿生学还没做到。

5、 蝙蝠披风

这个披风的主体材料应该是导电纤维。由于其据说是尼龙材质，那应该是一种有机导电纤维，蝙蝠侠的披风可能是由碳黑 、金属氧化物 、有机物等导电物质与高聚物复合或共混纺丝制成的。这种材料具有的耐摩擦 、耐氧化及耐腐蚀能力，事实上这种材料还可以吸收电磁波达到隐身目的。

同时，这还是一种记忆纤维。记忆纤维的特性就是在一定条件下，可以恢复其固定相。目前比较好的记忆纤维是把记忆合金混入纤维。可见，其导电性能也是利用了合金。现在用的比较多的是镍钛合金。当然也有电控纤维。这种纤维不起皱，不缩水，洗多少遍都行，这就省钱了嘛。不过，看蝙蝠侠全身都是钛金，蛮值钱的哟。

6、 武器：飞镖，爪钩枪，缆绳发射器，爆炸凝胶喷射器，电锯，激光枪，电磁枪，液压器，黏胶定时炸弹发射器等

蝙蝠侠有一大堆小武器，这些玩意基本都在腰带上。我们挑几个说。

激光枪是个很厉害的武器，但是并非高能激光武器。不过也不像激光笔是玩具……激光枪的主要作用可能是让敌人僵硬失去反抗能力。由于激光可以带电，就能达到这种效果。再说蝙蝠侠是从来不杀人的。

电磁枪是已经实现的一种武器。它具有非致命、初速控制灵活、精度高、射程 远等优点。

它利用驱动线圈和弹丸之间的磁耦合机制工作，本质上是一种直线电机。 首先驱动线圈放电，产生脉冲强磁场，然后弹 丸中感应出电 流，感应电流在脉冲强磁场作用下，会 产 生 电 磁 力，弹丸在电磁力的作用下加速前进。弹丸就具有了一定的动能。

7、 交通工具：蝙蝠车，蝙蝠摩托，蝙蝠飞机，蝙蝠直升机，蝙蝠艇，蝙蝠水上摩托

这些交通工具其实本质上和现在的交通工具区别不太大，最多就是安装了更多武器，而且也跑更快更拉风了。再就是有装甲，而且很智能，可以变形。

二、如果我想成为蝙蝠侠，要做什么？

很简单。首先你得有钱。没有十个亿（美元）是不行。那你说我们没钱咋办呢？也不是不能办……就是肯定档次要降低点。

头盔嘛，可以3D打印个塑料的。

盔甲可以继续3D打印个塑料的。

披风可以用化纤料子裁剪，内部设置一些棍子，也就可以撑起来了。

交通工具是不太好做……就当你出门没开车吧。

至于那些小玩意，其实大多原理很简单。激光枪就用激光笔装在玩具枪里吧。反正你也不是真的想扶危济困是吧。电磁枪可以在美国买到的哟。炸药其实也可以买到。不过要小心使用。能3D打印的都打印。让你成为蝙蝠侠也没那么难。

不过，想扶危济困，可不是只有装备这么简单。蝙蝠侠能成为超级英雄，更多依靠的是他的智慧。运筹帷幄千里之外，坚持正义从不倒下。这就是蝙蝠侠，超人也不能及。更何况蝙蝠侠游历全世界学会了那么多功夫，你又会什么呢？

参考文献：

1、 向红军, 李治源, 支彬安. 非致命防暴电磁枪威力控制系统研究[J]. 计算机测量与控制, 2012, 20(3):721-723.

2、 宗思光, 吴荣华, 曹静,等. 高能激光武器技术与应用进展[J]. 激光与光电子学进展, 2013(8):152-161.

3、 赵连城, 郑玉峰. 形状记忆与超弹性镍钛合金的发展和应用[J]. 中国有色金属学报, 2004, 14(F01):323-326.

4、 吴广峰, 熊伟. 形状记忆纤维及其发展[J]. 天津纺织科技, 2001, 39(1):31-34.

5、 苏旭中, 刘忠玉, 谢春萍,等. 形状记忆纤维的发展与应用[J]. 纺织导报, 2012(10):70-71.

6、 李瑶, 陈婷婷, 杨旭东. 纺织用导电纤维及其应用[J]. 产业用纺织品, 2010, 28(4):32-35.

7、 王田苗, 孟偲, 裴葆青,等. 仿壁虎机器人研究综述[J]. 机器人, 2007, 29(3):290-297.

8、 杨文伍, 何天贤, 邓文礼. 壁虎的动态吸附与壁虎纳米材料仿生学[J]. 化学进展, 2009, 21(4):777-783.

9、 李小博, 崔志萍. 壁虎仿生粘附材料的研究进展[J]. 化工管理, 2013(14).

10、 商国强, 朱知寿, 常辉,等. 超高强度钛合金研究进展[J]. 稀有金属, 2011(2):286-291.

11、 刘越, 徐润香. 聚酯纤维的舒适性研究[J]. 纺织导报, 2004(1):38-40.

12、 郑震, 杨年慈, 施楣梧,等. 硬质防弹纤维复合材料的研究进展[J]. 材料科学与工程学报, 2005, 23(6):905-909.

13、 李威, 郭权锋. 碳纤维复合材料在航天领域的应用[J]. 中国光学, 2011, 4(3):201-212.

14、 刘桂香, 徐蔚, 许雪莲. 炭石墨制品抗冲击强度试验方法的研究[J]. 炭素, 2003(2):38-41.

15、 黄哲敏. 《蝙蝠侠》:存在主义与超级英雄[J]. 电影文学, 2015(14):133-135.

想和大白来个亲密接触吗？快来加个qq群吧！白公子的生物课堂：227844478