[科普中國(guó)]-派克瑞特

派克瑞特（英語(yǔ)：Pykrete）是一種使用大約14%（重量比）的鋸末或其他紙漿（比如紙）同86%（重量比）的冰做成的復(fù)合材料。

簡(jiǎn)介派克瑞特（英語(yǔ)：Pykrete）是一種使用大約14%（重量比）的鋸末或其他紙漿（比如紙）同86%（重量比）的冰做成的復(fù)合材料。二戰(zhàn)期間杰弗里·派克建議使用這種材料為英國(guó)皇家海軍制造一所巨大的、無(wú)法擊沉的航空母艦——也就是哈巴谷工程。它有很多有趣的特性，比如說(shuō)它融化的速度極慢（因?yàn)閷?dǎo)熱率極低），同冰相比，有極高的強(qiáng)度，甚至?xí)咏炷恋膹?qiáng)度。1

屬性pykrete的耐久性仍有爭(zhēng)議。 據(jù)估計(jì)，Perutz的抗壓強(qiáng)度值約為1,100 psi（7.6 MPa）。1943年9月提出的制造小型pykrete船的建議包括下列特征表：

|| || 材料性質(zhì)的比較性質(zhì)

歷史哈巴谷工程:（英語(yǔ)：Project Habakkuk），是二戰(zhàn)中英國(guó)計(jì)劃用派克瑞特（Pykrete），即14%的木屑加86%的冰所混和而成的高強(qiáng)度神奇材料，以此建造航空母艦的計(jì)劃，用來(lái)對(duì)付大西洋中的德國(guó)潛艇。 在加拿大建造試驗(yàn)艦時(shí)發(fā)現(xiàn)復(fù)合冰材料在大型艦體上無(wú)法支持自身重量，加之動(dòng)力部分設(shè)計(jì)存在分歧,建造計(jì)劃于1943年中止, 棄置的未完成艦體三年后才完全融化。

“二戰(zhàn)”期間，盟軍把木質(zhì)纖維同水混合在一起，使之凍結(jié)。木質(zhì)纖維形成一個(gè)木質(zhì)層，使冰不易融化。這種經(jīng)過(guò)加因的冰，堅(jiān)如鋼鐵。一英寸厚的冰板能支撐6個(gè)人的重量；4英寸厚的冰板，能擋住槍彈。這種冰板是英國(guó)人杰弗遜·派克發(fā)明的，所以盟軍把這種冰合物命名為“派克瑞特”。在德軍不斷擊沉運(yùn)輸船只的情況下，盟軍想造一種炮彈、炸彈和水雷都炸不毀的船只，“派克瑞特”成了造船的理想材料。后來(lái)，盟軍用“派克瑞特”做材料，果真造出了一艘60英尺長(zhǎng)、30英尺寬的小型運(yùn)輸船，在水溫華氏60度的水面上航行數(shù)日沒(méi)有融化。實(shí)驗(yàn)成功了。后因“二戰(zhàn)”結(jié)束，“派克瑞特”船未被繼續(xù)建造。冰，還可以做防坦克障礙物，這在上世紀(jì)40年代出版的蘇軍教科書(shū)里是屢見(jiàn)不鮮的。冰是水結(jié)成的固體物。薄冰如玻璃一樣一碰就碎，這是人們都知道的。然而冰如鋼鐵一樣堅(jiān)硬，如混凝土一樣牢固，卻是許多人所不知道的。有的冰堅(jiān)固得連炮彈都打不透。早年芬蘭人曾在對(duì)俄戰(zhàn)爭(zhēng)中，多次用冰塊代替沙袋和鋼板，保護(hù)自己的槍手、炮手，免受敵人火力殺傷?！岸?zhàn)”期間，德軍包圍了列寧格勒，切斷了蘇聯(lián)人通向列寧格勒的所有公路、鐵路運(yùn)輸線。由于列寧格勒四面環(huán)水，不久環(huán)水封凍，蘇聯(lián)人利用冰凍，在水面上開(kāi)通了運(yùn)輸線，為堅(jiān)守列寧格勒的作戰(zhàn)部隊(duì)運(yùn)送了足夠的食物和彈藥。德軍對(duì)這條運(yùn)輸線，使用了大量飛機(jī)、大炮轟炸，結(jié)果是無(wú)濟(jì)于事。有的冰牢固得可做建造材料。

哈巴谷工程是二戰(zhàn)中英國(guó)計(jì)劃用派克瑞特（Pykrete，14%的木屑和86%的水混合后冷凍得到的高強(qiáng)度固體）建造廉價(jià)大型航空母艦的計(jì)劃，用來(lái)對(duì)付大西洋中的德國(guó)潛艇。在加拿大建造試驗(yàn)艦時(shí)發(fā)現(xiàn)復(fù)合冰材料在大型艦體上無(wú)法支持自身重量，加之動(dòng)力部分設(shè)計(jì)存在分歧，建造計(jì)劃于1943年中止，棄置的未完成艦體三年后才完全融化。

流言終結(jié)者美國(guó)科普欄目《流言終結(jié)者》曾針對(duì)此報(bào)道進(jìn)行驗(yàn)證。

派克瑞特（木屑加冰的混合）能夠防彈（流言證實(shí)）

派克瑞特能夠造船（有此可能，但是荒謬）

在媒體上2009年，探索頻道節(jié)目MythBusters第115集測(cè)試了pykrete的屬性及其背后的神話。首先，該節(jié)目的主持人Adam Savage和Jamie Hyneman比較了普通冰，pykrete的機(jī)械特性，以及為節(jié)目特別創(chuàng)作的新材料，稱(chēng)為“超級(jí)pykrete”，使用報(bào)紙而不是木漿。事實(shí)證明，兩種版本的pykrete都比冰塊強(qiáng)得多，可承受數(shù)百磅的重量。超級(jí)pykrete比原始版本強(qiáng)大得多。

然后MythBusters從超級(jí)pykrete建造了一艘全尺寸的船，命名為Yesterday's News，并將其置于現(xiàn)實(shí)世界的條件下。 MythBusters船不包含制冷裝置，以保持pykrete凍結(jié)原始計(jì)劃要求，并且船的結(jié)構(gòu)比第二次世界大戰(zhàn)中提出的大型船更薄。雖然這艘船設(shè)法以每小時(shí)23英里（37公里/小時(shí)）的速度漂浮并保持完好，但隨著船慢慢融化，它迅速開(kāi)始泄漏。 20分鐘后船變質(zhì)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。這艘船持續(xù)了10分鐘，然后被駕駛回岸。雖然這艘船有效，但有人指出，對(duì)于最初的提案來(lái)說(shuō)，這是非常不切實(shí)際的，因?yàn)樗岢稣麄€(gè)航空母艦都可以用pykrete建造。[16]他們的結(jié)論是“似是而非，但可笑”，因?yàn)樗婕坝脭?shù)萬(wàn)噸不會(huì)保持涼爽的材料建造船只。

2010年，BBC計(jì)劃Bang Goes the Theory第26集測(cè)試了一艘20英尺（6.1米），5噸重的pykrete船，用大麻而不是木漿制成。所有四位主持人，杰姆斯坦斯菲爾德，達(dá)拉斯坎貝爾，利茲波寧和嚴(yán)黃，都必須在船通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)支架上水后從樸茨茅斯港獲救。它在融化后最終傾覆的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)期的9月水溫比預(yù)期更快。

Neal Stephenson的小說(shuō)Seveneves描述了pykrete用于構(gòu)建低地球軌道棲息地和太空船體的虛構(gòu)用途，以便人類(lèi)在月球解體后的破壞中幸存下來(lái)。

99%Invisible的第3卷小型故事播客包括一篇關(guān)于Project Habbakuk的文章，以及二戰(zhàn)期間pykrete作為一種有用的建筑材料的創(chuàng)作，提案和最終報(bào)廢。

科學(xué)與未來(lái)主義與Isaac Arthur Youtube一集殖民地Ceres描述了pykrete的虛構(gòu)用途，用于在要開(kāi)采的小行星上建造圓頂棲息地。

復(fù)合材料復(fù)合材料是由金屬材料、陶瓷材料或高分子材料等兩種或兩種以上的材料經(jīng)過(guò)復(fù)合工藝而制備的多相材料，各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿(mǎn)足各種不同的要求。 復(fù)合材料由連續(xù)相的基體和被基體包容的相增強(qiáng)體組成。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類(lèi)。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、單晶晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。同時(shí)60年代，為滿(mǎn)足航空航天等尖端技術(shù)所用材料的需要，先后研制和生產(chǎn)了以高性能纖維（如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等）為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料，其比強(qiáng)度大于4×106cm，比模量大于4×108cm。為了與第一代玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料相區(qū)別，這種復(fù)合材料被稱(chēng)為先進(jìn)復(fù)合材料（新材料，Advanced Composites Material，簡(jiǎn)稱(chēng)ACM）。ACM具有質(zhì)量輕，較高的比強(qiáng)度、比模量、較好的延展性、抗腐蝕、隔熱、隔音、減震、耐高（低）溫等特點(diǎn)，已被大量運(yùn)用到航空航天、醫(yī)學(xué)、機(jī)械、建筑等行業(yè)。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

曹慧慧 - 副教授 - 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)