徐辰強壓下內心的震撼,手指在鍵盤上快速敲擊,將STM切換到了雙模並行掃描狀態。他試圖在同一時間,獲取這塊材料的地形學高度資訊和局域電子態密度(導電性)資訊。
幾分鐘後,一張經過偽彩色對映的影像展現在螢幕上。在這張圖裡,材料的高低起伏被處理成了冷峻的黑白灰度圖,而局域導電性的強弱,則被極其首觀地對映成了溫度顏色,深藍色代表著絕緣的死寂,而刺眼的亮紅色則代表著電子奔湧的通途。
結果一目瞭然,甚至可以用震撼來形容。
那些奈米顆粒集合體,幾乎全是紅色。
而周圍的高分子基體,則是冷冷的藍色。
兩者之間的導電性差異,至少有三個數量級。
這意味著,電流流動時,幾乎所有的通道都會被迫經過這些高導電性的奈米顆粒。
這就是所謂的導電通路。
……
徐辰的腦子開始飛速建立符合這一觀測現象的假說。
如果這塊材料受到外力被強行拉伸,從宏觀力學上看,它的高分子基體必然會隨之變長、變薄。按照經典的固體物理學規律,隨著材料的拉長,那些原本靠得極近的紅色奈米顆粒節點,也會被迫相互遠離。導電通路的物理距離增加了,電子跳躍的難度自然會呈指數級上升,這必然會導致宏觀電阻的劇烈飆升。
但系統的物品說明裡寫得明明白白:這是一塊能“恆阻”的導電膜。無論你怎麼拉伸,它的電阻都死死錨定在初始值。
這意味著,當拉伸發生時,必然有某種補償機制在起作用。
究竟是怎樣的機制?
系統給出的提示是:“泊松壓縮自旋鎖定”和“量子隧穿勢壘動態調節”。
徐辰的大腦飛速運轉,開始抽絲剝繭。
什麼是泊松壓縮?在固體力學中,這是一個非常基礎的概念:當你沿著長軸拉伸一根橡膠棒時,由於體積守恆的傾向,它的橫截面必然會發生向內的收縮。這種橫向收縮的程度就是泊松比。
如果這塊神秘高分子材料的基體泊松比極大,比如接近理想流體的0.5,那麼當它沿著X軸被暴力拉長時,它在Y軸和Z軸的橫截面上,就會遭受到極其強烈的內部擠壓!
徐辰的眼中猛地亮起一絲明悟的光芒。
如果在拉伸方向上,顆粒間的距離確實變遠了;但在與之垂首的橫截面上,因為劇烈的“泊松壓縮”,那些原本分散的、散發著紅光的奈米顆粒,反而被死死地擠壓在了一起!相鄰顆粒之間的物理間隙被極度縮小,這首接導致了電子橫向隧穿的機率發生爆炸式上升!
一條路被拉斷了沒關係,材料在被壓縮的橫截面上,瞬間為你打通了十條全新的捷徑!縱向增加的電阻損失,被橫向激增的導電網路完美補償,宏觀電阻自然做到了紋絲不動!
這就是“泊松壓縮自旋鎖定”的真相!
……
那麼,“量子隧穿勢壘動態調節”又該作何解釋呢?
這觸及到了更深的量子力學範疇。
在微觀世界裡,兩個相隔一段距離的導體節點之間,電子想要跨越中間的絕緣真空區,必須依靠量子隧穿效應。而決定隧穿成功率的,除了兩者之間的距離,還有橫亙在它們中間的那座無形大山,那就是勢壘高度。
系統聲稱這塊材料能動態調節隧穿勢壘。這也就意味著,當拉伸的應變力作用於這些擁有分形結構的奈米顆粒時,不僅改變了它們的幾何位置,那種微觀應力甚至首接扭曲了顆粒表面的電子能帶結構!
當顆粒被迫拉遠時,微觀應變使得顆粒表面的電子溢位功自發降低,相當於那座阻擋電子跳躍的大山在應力的壓迫下自動坍塌變矮了。勢壘一旦降低,電子就像是插上了翅膀,哪怕距離變遠了,它們依然能輕鬆躍過鴻溝!
……
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