用竹子造高鐵

安如山

打敗鋼鐵的“草”

聽起來很不可思議，但竹子經(jīng)過加工后，可以比鋼筋、混凝土還堅(jiān)固。

高高瘦瘦的竹子看起來像一棵樹，但它不是樹，而是一種禾本科植物，與草坪上的草是親戚。但它又比草堅(jiān)硬得多，因?yàn)樗募?xì)胞里含有大量的纖維素和木質(zhì)素；與樹相比，它又更軟，在被折彎時不容易折斷。研究人員正是看中竹子剛?cè)岵?jì)的特點(diǎn)，開發(fā)出了特殊的竹制材料，被稱為竹纏繞復(fù)合材料。

纏出超級材料

你有沒有玩過丟紙球的游戲？做紙球時，用膠帶把紙團(tuán)層層纏繞，就能讓柔軟的紙團(tuán)變結(jié)實(shí)。

竹纏繞復(fù)合材料的制作過程其實(shí)與纏紙球很像，工人會用機(jī)械設(shè)備將竹子原料軟化、刨切、粘接成只有0.15～1.5毫米厚的長竹條，并以樹脂材料作為膠黏劑，竹條和膠黏劑就組成了“膠帶”，把這個竹膠帶纏繞在“紙球”——模具上，膠黏劑固化后移除模具，再噴上防腐涂料，竹子就變成了堅(jiān)固的管材。

用竹子打造車廂

高鐵列車的行駛速度一般在200千米/時以上，車廂要長期承受這么高的速度，就必須做得非常堅(jiān)固；萬一有事故發(fā)生，車廂還要能夠緩解沖擊，避免乘客受傷。目前，高鐵車廂主要是用鋁金屬和碳纖維等復(fù)合材料建造的，但工程師們已經(jīng)用竹纏繞復(fù)合材料打造出了實(shí)驗(yàn)車廂，與以前的車廂相比，竹纏繞車廂更輕、更堅(jiān)固耐用，還有著良好的阻燃性。

可再生的列車

生產(chǎn)金屬材料不僅要開采金屬礦產(chǎn)，還需要大量的煤炭，這些都是不可再生的資源，只會越用越少，燃燒煤炭還會排放大量二氧化碳，加劇溫室效應(yīng)。竹子卻是世界上生長速度最快的植物之一，有的品種甚至一天就能長將近1米；中國又是竹子大國，全世界三分之一的竹子都生長在這里，每年能生產(chǎn)1.5億噸竹子。

如果竹纏繞車廂得到普及，我們就能節(jié)省大量資源，廢棄車廂也能在環(huán)境中降解；由于車廂變輕，驅(qū)動列車消耗的電能也會減少，又節(jié)省了火力發(fā)電消耗的煤炭。據(jù)估計(jì)，使用1000萬噸竹纏繞復(fù)合材料，可節(jié)省4500萬噸粗鋼，減少3000萬噸二氧化碳排放量。如果實(shí)驗(yàn)車廂順利通過應(yīng)用測試，我們或許在不久的將來就能坐上這種可再生的列車了。

除了車廂，竹纏繞復(fù)合材料還可以用于建造地下管道等大型結(jié)構(gòu)，或許還能用來建高樓大廈呢。