为什么美国队长的盾牌基本上是一个星条旗的超级电容

美国队长的盾它以吸收巨大的动能而闻名，从一枚炮弹到绿巨人的一拳，这不仅保证了盖特的安全，还保护了他的双脚。这是怎么回事?

很难解释护盾是如何工作的，部分原因是它在不同的环境下会有不同的表现。有时，盾牌被扔出去，嵌在墙上;但有时它会从墙上反弹，剧烈地反弹。有时护盾似乎很容易吸收巨大的力量;但有时它会被美队最强大的敌人的攻击所破坏。

“然而，从科学的角度来看，重要的是要记住我们谈论的是热力学第一定律，”他说Suveen Mathaudhu他是美国陆军研究办公室材料科学部的项目经理，北卡罗来纳州立大学材料科学兼职教授，也是铁杆漫画迷。“能量是守恒的。它不会消失，只是改变了形式。

当巨大的能量，如一击雷神锤，击中了船长的盾牌，那能量需要去别的地方。”

正常情况下，这些能量要么需要储存起来，要么需要转换成热或声音。但是漫画书的读者和电影观众都知道，Cap的盾牌通常不会发出热浪或咆哮(雷神的锤子在里面发出的冲击波)复仇者尽管电影)。

“没有热量和声音意味着能量必须以某种方式被吸收;原子的化学键在屏蔽层中，它是由vibranium-必须能够以某种形式储存能量，”Mathaudhu说。

例如，在漫画中，不少于权威分子的人他还暗示说，护盾的分子结构是“最奇怪的”。根据他的观察，Mathaudhu注意到这个盾牌本质上就像一个电池。(毕竟，托尼·斯塔克“发现”的元素能量来源钢铁侠2也vibranium.）

但护盾似乎也能起到电容器它能够非常迅速地处理大量的能量。(过于简单的解释是:电容器——就像你智能手机上的闪光灯——快速吸收和释放能量;电池——就像电池一样——吸收和释放能量的速度是可控的。)

这意味着队长的盾牌是超级电容器(或许振金原子的组装方式类似于石墨烯?)，能够作为电池和电容器的混合物。

但是防护罩是如何释放它储存的能量的呢?

“如果能量储存在屏蔽层原子之间的化学键中，那就可以解释屏蔽层物理特性的变化性，”Mathaudhu说。

例如,也许supercapacitor-like自然解释,盾被多个表面的能量需要弹回之前回到帽的手(它通常是在漫画中)——或者盾如何能够释放出足够的力量在一个打击切成冬天士兵的超强仿生手臂(见最近的队长美国电影)。

当然，部分原因是美国队长的力量，但护盾本身似乎也起了作用。

微小的原子真的能包含这样的能量吗?重要的是要记住怎么做多能量包含在原子键中:原子弹和常规核能设施都是由原子分裂提供动力的。［注意:评论员St. Chris在这里犯了一个错误——我把原子键和核键混为一谈了。非常不同的。他的评论在这里)

我们都熟悉现实世界中将动能转化为存储能量的技术实例，比如飞轮和发电机技术，它们利用普锐斯踩刹车时产生的摩擦力为汽车电池充电。

就像漫画中经常出现的情况一样，这里有一个科学真理的核心——美队的盾牌只是更进一步。