美國隊(duì)長的盾為何這么牛？炮彈重拳統(tǒng)統(tǒng)都不怕

說起美國隊(duì)長之盾，大家都知道它成名于它對“動能”的吸收。從飛行中的炮彈，到綠巨人的重拳——這面盾牌不僅能保護(hù)美國隊(duì)長的安全，還能讓他穩(wěn)穩(wěn)地站住。但這格擋的瞬間到底都發(fā)生了些什么?

很難解釋這面盾牌是怎樣工作的，因?yàn)樵诓煌沫h(huán)境下這面盾牌的表現(xiàn)有所不同。它被扔出去的之后，有的時候會嵌進(jìn)厚厚的墻里，有的時候又會被類似的墻壁彈飛。有的時候這面盾牌似乎能非常輕易地吸收巨大的力量，有的時候它又可以被隊(duì)長強(qiáng)大的敵人擊碎。

“然而從科學(xué)的角度來看，我們需要記住我們正在討論熱力學(xué)第一定律，”美國陸軍研究辦公室材料科學(xué)部項(xiàng)目經(jīng)理，北卡羅來納州立大學(xué)材料科學(xué)客座教授，同時也是鐵桿漫畫迷的蘇文•馬薩杜（Suveen Mathaudhu）表示：“能量是守恒的，它不會消失，只會改變形式。”

“當(dāng)巨大的能量，例如雷神之錘的奮力一擊，擊中美國隊(duì)長的盾牌，那些能量不會憑空消失，得去哪兒。”

正常情況下，這些能量應(yīng)該要么被儲存起來，要么被轉(zhuǎn)換為熱量或者聲音。但是不論你是漫畫愛好者，還是電影迷，都會發(fā)現(xiàn)美國隊(duì)長的盾牌被擊中時既不會釋放灼人的熱量，也不會發(fā)出尖銳的嘯叫——《復(fù)仇者聯(lián)盟》電影中被雷神擊中的那次發(fā)出聲音的其實(shí)是錘，而不是盾。

“沒有發(fā)出聲音或者熱，說明打擊的能量應(yīng)該以某種方式被吸收了。制成這面盾的汎合金（vibranium）內(nèi)的原子鍵一定能夠以某種形式儲存這些能量。” 馬薩杜說。

在漫畫中，分子人暗示這面盾的分子結(jié)構(gòu)在某方面是“最奇怪的”，當(dāng)然做出如此推定的權(quán)威應(yīng)該不止分子人一位?；谶@樣的發(fā)現(xiàn)，馬薩杜認(rèn)為美國隊(duì)長的盾本質(zhì)上是像電池一樣工作。（畢竟，托尼•史塔克在《鋼鐵俠2》里發(fā)現(xiàn)的用作電源的元素也是這種汎合金。）

但是這面盾牌也表現(xiàn)出電容的功能——能夠非?？斓靥幚泶罅康哪芰俊＃ㄒ粋€非常簡單的類比：電容，就像你手機(jī)上的閃光燈，能夠很快地吸收與釋放能量;電池，呃就像你手機(jī)上的電池，吸收與釋放能量的速度都有限。）

這意味著美國隊(duì)長的盾是一個超級電容（或許汎合金的原子可以像石墨烯一樣組合?），可以像電池和電容的混合體一樣工作。但是美國隊(duì)長的盾儲存的能量如何釋放出來呢?

“如果能量是儲存在盾牌的原子之間的話，這可以解釋這面盾物理性質(zhì)的多變性。” 馬薩杜說。

例如，或許這面星條盾的超級電容特質(zhì)可以解釋它經(jīng)由數(shù)個平面的反射最終回到隊(duì)長手里（在漫畫里經(jīng)常出現(xiàn)）所需的能量來源，也可以解釋它為何可以在一擊中釋放足夠的能量，以劈入冬兵的超強(qiáng)電子臂（就像最新的美國隊(duì)長電影中表現(xiàn)的那樣）。

這其中當(dāng)然有一部分來自美國隊(duì)長的力量，但是盾牌本身應(yīng)該也發(fā)揮了作用。

在真實(shí)世界中，將動能轉(zhuǎn)化為可儲存的能量并不稀奇，例如在某些汽車中踩剎車就能給汽車電池充電，其中用到的飛輪與發(fā)電機(jī)技術(shù)就是一個常見的例子。

就像漫畫中經(jīng)常出現(xiàn)的一樣，其中有合理的科學(xué)內(nèi)核——只是美國隊(duì)長的盾向前更進(jìn)了一步而已。