第508章 納米機器人所缺少的金屬鍵
第508章 納米機器人所缺少的金屬鍵
納米機器人所組成的材料和普通材料不同，納米機器人組成鋼鐵戰衣之後，雖然看上去是一個整體，但是實際上都不用顯微鏡看，只需要拿一個放大鏡看就能看出來一個個微小的納米機器人。
畢竟納米機器人雖然叫納米機器人，但是這可不代表著每一個納米機器人都已經達到一納米了。
而是表示已經突破一微米，達到九百多納米的程度。
當然不管是一微米還是九百多納米，其實都改變不了一個事實，那就是納米機器人之間的連結牢固程度遠沒有金屬直接起到連結作用的金屬鍵的力量大。
畢竟納米機器人之間的連結則是靠著納米機器人身上自帶的可以活動的勾爪卡榫所連結的，需要的時候就和周圍的機器人鉤連在一起，不需要的時候則是納米機器人的勾爪卡榫鬆開，正因為如此，所以納米機器人的這種勾爪卡榫根本就沒有金屬鍵的原子結合力大。
要知道，金屬鍵是化學鍵的一種，主要在金屬中存在，雖然金屬及合金主要以金屬鍵的方式結合，但也會出現金屬鍵與共價鍵或離子鍵混合的情況。
由自由電子及排列成晶格狀的金屬離子之間的靜電吸引力組合而成。金屬鍵有金屬的很多特性。例如：一般金屬的熔點、沸點隨金屬鍵的強度而升高。其強弱通常與金屬離子半徑成逆相關，與金屬內部自由電子密度成正相關。
當然金屬鍵自然也是有很多優點的，比如在金屬晶體中，充滿著自由電子，而自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發生定向移動，因而形成電流，所以金屬容易導電。
不過金屬鍵除了導電性能好之外，金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，瀰漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用。
所以在各原子層之間發生相對滑動以後，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發生形變也不易斷裂。因此，金屬都有良好的延展性。
當然金屬鍵的能帶理論是利用量子力學的觀點來說明金屬鍵的形成。因此，能帶理論也稱為金屬鍵的量子力學模型，它有五個基本觀點：
第一點，為使金屬原子的少數價電子，能夠適應高配位數的需要，成鍵時價電子必須是「離域」的即不再從屬於任何一個特定的原子，所有價電子應該屬於整個金屬晶格的原子共有。
第二點金屬晶格中原子很密集，能組成許多分子軌道，而且相鄰的分子軌道能量差很小，可以認為各能級間的能量變化基本上是連續的。
第三點分子軌道所形成的能帶，也可以看成是緊密堆積的金屬原子的電子能級發生的重迭，這種能帶是屬於整個金屬晶體的。例如，金屬鋰中鋰原子的1S能級互相重迭形成了金屬晶格中的1S能帶，等等。每個能帶可以包括許多相近的能級，因而每個能帶會包括相當大的能量範圍，有時可以高達418 kJ/mol。
第四點，按原子軌道能級的不同，金屬晶體可以有不同的能帶，由已充滿電子的原子軌道能級所形成的低能量能帶，叫做「滿帶」；由未充滿電子的原子軌道能級所形成的高能量能帶，叫做「導帶」。
第五點，金屬中相鄰近的能帶也可以互相重迭，如鈹的2s軌道已充滿電子，2s能帶應該是個滿帶，似乎鈹應該是一個非導體。但由於鈹的2s能帶和空的2p能帶能量很接近而可以重迭，2s能帶中的電子可以升級進入2p能帶運動，於是鈹依然是一種有良好導電性的金屬，並且具有金屬的通性。
所以，根據能帶理論的觀點，金屬能帶之間的能量差和能帶中電子充填的狀況決定了物質是導體、非導體還是半導體，其實也叫做金屬、非金屬或准金屬。
因此如果物質的所有能帶都全滿或最高能帶全空，而且能帶間的能量間隔很大，這個物質將是一個非導體；如果一種物質的能帶是部分被電子充滿，或者有空能帶且能量間隙很小，能夠和相鄰有電子的能帶發生重迭，它就是一種導體。
而半導體的能帶結構則是滿帶被電子充滿，導帶是空的，而禁帶的寬度很窄，在一般情況下，由於滿帶上的電子不能進入導帶，因此晶體不導電。
由于禁帶寬度很窄，在一定條件下，使滿帶上的電子很容易躍遷到導帶上去，使原來空的導帶也充填部分電子，同時在滿帶上也留下空位，因此使導帶與原來的滿帶均未充滿電子，所以能導電。
能帶理論也能很好地說明金屬的共同物理性質。向金屬施以外加電場時，導帶中的電子便會在能帶內向較高能級躍遷，並沿著外加電場方向通過晶格產生運動，這就說明了金屬的導電性。
能帶中的電子可以吸收光能，並且也能將吸收的能量又發射出來，這就說明了金屬的光澤和金屬是輻射能的優良反射體。電子也可以傳輸熱能，表明金屬有導熱性。
給金屬晶體施加應力時，由於在金屬中電子是離域的，一個地方的金屬鍵被破壞，在另一個地方又可以形成金屬鍵，因此機械加工不會破壞金屬結構，而僅能改變金屬的外形，這也就是金屬有延性、展性、可塑性等共同的機械加工性能的原因。金屬原子對於形成能帶所提供的不成對價電子越多，金屬鍵就越強，反應在物理性質上熔點和沸點就越高，密度和硬度越大。
當然也正因為這樣，所以沒有使用金屬鍵連結的納米機器人只靠簡單的活動機械連結之後所組成的材料，其硬度和強度自然是無法達標的，並且不僅僅如此，反而還會損失很大一部分原有金屬的強度。
不過從鋼鐵俠在後來的一系列戰甲之中就可以看出，相比較于堅固的戰甲外殼，托尼還是更加喜歡能夠適應多種環境的納米戰甲。
畢竟托尼的能量護盾被弄出來之後，但其實就對於戰甲材料的強度要求也就沒有那麼高了。
不過其實劉秀在擁有了背心戰甲之後，對於納米戰甲，劉秀的需求也並不是那麼迫切了。
而讓劉秀沒有想到的是，米莉之前看到凱恩穿上背心式戰甲飛行的場景之後，心裡其實也是非常想要一套這樣的戰甲的，然而很是可惜劉秀並沒有給米莉開口的機會就跑了。
(本章完)
納米機器人所組成的材料和普通材料不同，納米機器人組成鋼鐵戰衣之後，雖然看上去是一個整體，但是實際上都不用顯微鏡看，只需要拿一個放大鏡看就能看出來一個個微小的納米機器人。
畢竟納米機器人雖然叫納米機器人，但是這可不代表著每一個納米機器人都已經達到一納米了。
而是表示已經突破一微米，達到九百多納米的程度。
當然不管是一微米還是九百多納米，其實都改變不了一個事實，那就是納米機器人之間的連結牢固程度遠沒有金屬直接起到連結作用的金屬鍵的力量大。
畢竟納米機器人之間的連結則是靠著納米機器人身上自帶的可以活動的勾爪卡榫所連結的，需要的時候就和周圍的機器人鉤連在一起，不需要的時候則是納米機器人的勾爪卡榫鬆開，正因為如此，所以納米機器人的這種勾爪卡榫根本就沒有金屬鍵的原子結合力大。
要知道，金屬鍵是化學鍵的一種，主要在金屬中存在，雖然金屬及合金主要以金屬鍵的方式結合，但也會出現金屬鍵與共價鍵或離子鍵混合的情況。
由自由電子及排列成晶格狀的金屬離子之間的靜電吸引力組合而成。金屬鍵有金屬的很多特性。例如：一般金屬的熔點、沸點隨金屬鍵的強度而升高。其強弱通常與金屬離子半徑成逆相關，與金屬內部自由電子密度成正相關。
當然金屬鍵自然也是有很多優點的，比如在金屬晶體中，充滿著自由電子，而自由電子的運動是沒有一定方向的，但在外加電場的條件下自由電子就會發生定向移動，因而形成電流，所以金屬容易導電。
不過金屬鍵除了導電性能好之外，金屬受到外力作用時，晶體中的各原子層就會發生相對滑動，但不會改變原來的排列方式，瀰漫在金屬原子間的電子氣可以起到類似軸承中滾珠之間潤滑劑的作用。
所以在各原子層之間發生相對滑動以後，仍可保持這種相互作用，因而即使在外力作用下，發生形變也不易斷裂。因此，金屬都有良好的延展性。
當然金屬鍵的能帶理論是利用量子力學的觀點來說明金屬鍵的形成。因此，能帶理論也稱為金屬鍵的量子力學模型，它有五個基本觀點：
第一點，為使金屬原子的少數價電子，能夠適應高配位數的需要，成鍵時價電子必須是「離域」的即不再從屬於任何一個特定的原子，所有價電子應該屬於整個金屬晶格的原子共有。
第二點金屬晶格中原子很密集，能組成許多分子軌道，而且相鄰的分子軌道能量差很小，可以認為各能級間的能量變化基本上是連續的。
第三點分子軌道所形成的能帶，也可以看成是緊密堆積的金屬原子的電子能級發生的重迭，這種能帶是屬於整個金屬晶體的。例如，金屬鋰中鋰原子的1S能級互相重迭形成了金屬晶格中的1S能帶，等等。每個能帶可以包括許多相近的能級，因而每個能帶會包括相當大的能量範圍，有時可以高達418 kJ/mol。
第四點，按原子軌道能級的不同，金屬晶體可以有不同的能帶，由已充滿電子的原子軌道能級所形成的低能量能帶，叫做「滿帶」；由未充滿電子的原子軌道能級所形成的高能量能帶，叫做「導帶」。
第五點，金屬中相鄰近的能帶也可以互相重迭，如鈹的2s軌道已充滿電子，2s能帶應該是個滿帶，似乎鈹應該是一個非導體。但由於鈹的2s能帶和空的2p能帶能量很接近而可以重迭，2s能帶中的電子可以升級進入2p能帶運動，於是鈹依然是一種有良好導電性的金屬，並且具有金屬的通性。
所以，根據能帶理論的觀點，金屬能帶之間的能量差和能帶中電子充填的狀況決定了物質是導體、非導體還是半導體，其實也叫做金屬、非金屬或准金屬。
因此如果物質的所有能帶都全滿或最高能帶全空，而且能帶間的能量間隔很大，這個物質將是一個非導體；如果一種物質的能帶是部分被電子充滿，或者有空能帶且能量間隙很小，能夠和相鄰有電子的能帶發生重迭，它就是一種導體。
而半導體的能帶結構則是滿帶被電子充滿，導帶是空的，而禁帶的寬度很窄，在一般情況下，由於滿帶上的電子不能進入導帶，因此晶體不導電。
由于禁帶寬度很窄，在一定條件下，使滿帶上的電子很容易躍遷到導帶上去，使原來空的導帶也充填部分電子，同時在滿帶上也留下空位，因此使導帶與原來的滿帶均未充滿電子，所以能導電。
能帶理論也能很好地說明金屬的共同物理性質。向金屬施以外加電場時，導帶中的電子便會在能帶內向較高能級躍遷，並沿著外加電場方向通過晶格產生運動，這就說明了金屬的導電性。
能帶中的電子可以吸收光能，並且也能將吸收的能量又發射出來，這就說明了金屬的光澤和金屬是輻射能的優良反射體。電子也可以傳輸熱能，表明金屬有導熱性。
給金屬晶體施加應力時，由於在金屬中電子是離域的，一個地方的金屬鍵被破壞，在另一個地方又可以形成金屬鍵，因此機械加工不會破壞金屬結構，而僅能改變金屬的外形，這也就是金屬有延性、展性、可塑性等共同的機械加工性能的原因。金屬原子對於形成能帶所提供的不成對價電子越多，金屬鍵就越強，反應在物理性質上熔點和沸點就越高，密度和硬度越大。
當然也正因為這樣，所以沒有使用金屬鍵連結的納米機器人只靠簡單的活動機械連結之後所組成的材料，其硬度和強度自然是無法達標的，並且不僅僅如此，反而還會損失很大一部分原有金屬的強度。
不過從鋼鐵俠在後來的一系列戰甲之中就可以看出，相比較于堅固的戰甲外殼，托尼還是更加喜歡能夠適應多種環境的納米戰甲。
畢竟托尼的能量護盾被弄出來之後，但其實就對於戰甲材料的強度要求也就沒有那麼高了。
不過其實劉秀在擁有了背心戰甲之後，對於納米戰甲，劉秀的需求也並不是那麼迫切了。
而讓劉秀沒有想到的是，米莉之前看到凱恩穿上背心式戰甲飛行的場景之後，心裡其實也是非常想要一套這樣的戰甲的，然而很是可惜劉秀並沒有給米莉開口的機會就跑了。
(本章完)