不怕蹂躏的面团金属

在拉面师傅的拉动和甩动之下，一块面团越拉越长，也越拉越细，面条在双臂上缠绕，由1圈绕成2圈，由两圈绕成4圈，再变成8圈……据说，拉面长度的世界纪录达几千千米，一块面团的长度曾被拉长了几百万倍！人们在感叹之余，肯定会问，拉面为什么不会断裂？

原来，面团中高分子组成的淀粉里添加了蓬灰之类的碱性物质，增加了分子间的结合力，进而增加了面团的韧性。

不过，这里要说的还不是拉面学问，而是一种像拉面的超级柔韧金属，虽然它做不到被拉伸那么多倍，但在材料学家的眼里，这种金属跟上述拉面一样惊人。因为普通金属是很难被拉伸的，在强大的拉力下，才会被拉长一点，而且很容易出现瓶颈般的部位，继而断裂。而面团金属非常软，真的像面团，用手拉就可以把它拉长几倍甚至几十倍，对它揉、擀、拉，甚至制造成任意形状都可以，任你蹂躏，不会断裂！

金属怎么变成面团

为什么这种金属会具有如此柔韧的性质呢？它们又不是高分子组成的，怎么表现上会像高分子的面团或塑料那么柔韧呢？

面团金属从1920年代就被发现了，当时人们用78%的锌与22%的铝组成合金，发现具有很好的拉伸性质。柔韧并不是高分子的专利，对于非高分子组成的物质比如金属来说，照样可以有柔韧性。

让我们来看一下面团金属的结构有什么独特之处。面团金属确实与普通金属有些不同，用显微镜观察就可以看到它们具有明显不同的特征。在电子显微镜下，普通金属具有较大的、形状千差万别的块状晶粒，且排列也极不规则；而面团金属的晶粒很小，形状很规则，且排列整齐有序。当拉伸金属时，晶粒之间会相互移动，细小、规则的晶粒之间摩擦力就小。这就像小孩子玩在沙层上滑动的游戏一样，如果沙子越细，越整齐，摩擦力就越小，滑动起来也就很容易，若沙粒粗大而不规则，滑动起来就很困难了。所以晶粒粗大、不规则的一般金属就不容易拉伸变形。

还有，一般金属在被拉伸时，容易出现较细的“瓶颈”部位，也就是很难均匀拉伸。为什么面团金属被拉伸时不会出现瓶颈部位呢？原来面团金属还具有抑制瓶颈出现的能力！

再软的材料，施加力让它变形（压、拉、扭等各种改变物体形状的形式）时，它都会给我们一个反作用力，反抗变形。如果一个材料是均匀的，把它快速拉伸为原来的2倍，和慢慢拉伸为原来的2倍，所用的力是不同的。理论和实验都证明，均匀的金属被拉伸时，速度越快，金属抗拉伸的力就越大，所需要的拉力也就越大。

而面团金属正是这种结构和组成都很均匀的金属。因此，如果面团金属某个部位被拉伸得较快，它就会产生更大的抗力来抗拒被拉伸，那么之后，那个部位被拉伸得就慢了，从而迫使拉伸快的部位与其它部分同步，也就避免了出现较细的瓶颈，因为瓶颈的出现是拉伸不均匀、拉伸快的地方出现的。

但是如果金属的结构不均匀，那么就会存在结合力薄弱的部位，当拉伸时，这种结合力薄弱的部位因抗拉伸的能力差，就会被快速拉伸而变细，变细的部位又因内部分子间出现断裂而更薄弱，从而被继续快速拉伸，最后完全断裂，这就是一般金属容易被拉断的原因。这一点也反衬出面团金属的优势。

面团金属的巧妙用途

在上述理论的指导下，材料学家们后来又陆续发现了很多具有这种超级柔韧性质的合金，在合适的温度下，把合金的晶粒变得细小、整齐排列就可以了。铝、锌、锡、镍、铜等金属组成的一些合金，都可以在合适的温度下加工成面团金属。

那么，科学家制造这种面团金属有什么用呢？

面团金属很好玩，非常柔软，甚至一触就是一个坑，倒是可以当橡皮泥捏着玩。但用金属制造橡皮泥，代价也太大了。原来科学家有办法让这些合金先柔韧，后刚硬。合金在柔韧的时候，会很听话，想制造成什么形状都可以，这可省去了机械加工的许多大麻烦。加工金属有多么难，到铁匠铺看看就略知一二了。

然后，科学家再改变环境温度，就可以让合金刚硬起来。例如78：22的锌铝合金，当加入0.1%的镁和1%的铜时，就可以让它们先乖乖听话，变得柔软，然后在较高温度下热处理一下，它们又变得异常刚强起来，这是因为高温处理后合金的晶粒发生了变化，不再表现出面团金属的性质了。

采用这种面团化金属加工的方式，人们就可以省去原本金属加工90%的时间和成本，而且加工出的形状会更加精准。因此，很多太空飞船上用的异常复杂的仪器就是这么制造出来的。

面团金属这么实用，让科学家大受鼓舞，他们现在琢磨如何让陶瓷也变得异常柔韧，从而制造出形形色色精妙的陶瓷仪器呢。