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技术的挑战!按照现有的技术水平,人类是否能盖出1万米高的楼?是否存在技术瓶颈?

发布时间:2023-08-05 14:20:36来源:本站原创

近期,一则关于“人类是否能够建造万米大厦”的问题引发了数万人的探讨。那么人类凭借现今的科技技术,理论上是否能够实现万米大厦呢?先说结论,答案是:能。

既然科学技术上能够实现,为什么在这个城市“一寸土一寸金”的年代,没有人真正尝试造出一座来呢?

建一座万米大厦,大致需要多少人力物力财力?

因为没有实际清单,所以我们可以借助世界第一高塔“吉达塔”作为参照物进行推断计算。

通过查询,我们可知吉达塔由沙特开发商所建造,而建于沙特阿拉伯国吉达市的吉达塔共252层,1000米的高度,远超曾经的世界最高“迪拜塔”。

为了建造这座千米高塔,据悉其投资金额高达200亿美元,建工工期更是长达七年,一直从2013年建到2020年才完工。

根据建造千米吉达塔的费用,我们可以借此推测万米所需要的财力。

若以此推断,千米高塔需要200亿,那么万米高塔则需要10*200,共2000亿,这笔费用,有钱的几个大国想必也不是拿不出来。

当然,这仅仅是保守估算,未将一系列的特殊材料算入其中。

现在我们再来算一算材料费,要知道,对于一座万米高楼来说,单纯的钢筋混凝土已经不足以支撑它了。

当高度越高,那么气温也会越低,更甚者还会出现冰冻结霜等情况,那么当我们的万米高塔,建造到一定层度时必然会出现这些问题,因为万米高度已然穿越对流层到达平流层,需要用到各种特殊材料来支撑。

对流层和平流层这两个字眼过于专业, 但是换个角度解释大家就可以明白。

飞机想要在天空平稳飞行,那么它就需要飞出对流层,到达平流层,其实从字面上我们就可以看出平流层和对流层的区别在于气流的影响,在对流层时气流较强,而平流层的气流十分稳定。

那么万丈高塔想要实现,就必须能够抵抗住对流层的气流影响,这样一来,人们又需要花费大价钱去寻找何时应用在对流层的材料。

这时可能有的人会联想到飞机,既然飞机能够穿越对流层,那么它的材料不就可以应用在高塔上吗?

有想法是值得鼓励,但是运用飞机材料建造高塔明显忽视了它的承重性。

我们可以拿世界第二高塔迪拜塔来做参照物,迪拜高塔有八百三十米高, 但是其本身的材料用的还是最常见的钢筋混泥土,若是将钢筋混泥土用在万丈高塔上,那么还未建到对流层上层,这万丈高塔就得塌,因为钢筋混泥土材质,根本支撑不住顶端的重量。

研究和制造新材料需要花费的财力是一个企业难以实现的,若没有国家方面的资助,可以说完全是不可能实现的。

但是无独有偶的是,这种能承重的材料我们人类还真的有!

这种材料唤作碳纳米管。

可以用于万米大楼的特殊材料

碳纳米管属于一种力学性能很强的材料,它的抗拉强度高达五十到两百点数,比我们常见的钢还强上一百倍,而它密度却只是钢的六分之一。

除了不易断外,它的弹性也特别强,是钢的5倍左右,所以它的弹性模量可以同金刚石一较上下,再加上碳纳米管的结构稳定,不会轻易被分解,所以它是现在当之无愧的高品质材料。

简单来说,这碳纳米管就是一种耐磨耐用,不易受物理影响而变形,也不易受化学物质而轻易分解的材料。

而这样的材料若是同其他建造材料一起用,可以说算得上顶级的料子,由碳纳米管建造的建筑,在一定程度上,算得上由金刚护体,这一方面来看,碳纳米管的承重性可以说它说第二,没人敢称第一。

不过吹完承重性,现在我们又得回到现实当中,考虑一下刚“高塔将自己压垮”的可能性了。

据我们初中所学的公式重量公式(重量=体积×密度)来计算碳纳米管的重量。

在上述中,我们已经得知碳纳米管的密度是钢的六分之一,所以在同等体积下,由碳纳米管所合成的材料重量自然远远小于钢筋混水泥的重量。

碳纳米管本身就耐压的情况下,加上其自身就轻,这就导致碳纳米管成为建造万丈高塔的不二之选。

虽然材料选择好了,但是随之面临的问题又来了,那就是碳纳米管的产量远远达不到高塔所需要的建造量。

在2022年,碳纳米管在世界上的总产量也不过二十万吨,这就算拿着建造高六七百米的小型高塔都够呛,就别谈论万丈高塔了!

当然,如果在未来几年,碳纳米管的生产技术提高进化了,那么其产量大幅度增加也是有可能的,供给量的增加也会使其价格下降,届时建成万丈高塔的梦想倒是能够更近一步。

动力电池对碳纳米管的需求也在不断增长

现实环境中,没有必要建设万米高楼

说完在技术上实现万丈高塔的可能性外,我们再从专业的技术层面,回归到现实环境中来探讨:倘若万丈高塔成功建成,那么上面真的合适人们居住吗?

还是拿钢铁侠而言,万丈高度的温度已然达到零下能够结霜的程度,那么在万丈高塔里的人又如何进行保温?难道多穿几层衣服?还是倚靠高塔的暖气?

再者,我们可以借助高达8800米的珠穆朗玛峰做参考,在高层,空气稀薄,不少人会因为缺氧而产生窒息问题,那么在气温低到零下六七十度的高塔之上,人们又如何活动?

另外,因为高塔有万丈尺高,倘若高层部位出现事故,又该如何救援?

加上越高的顶端受到的气流也越大,等于说顶部所受的风力是常人难以相信的,而就算只有六百多米的上海中心大楼都曾经因为巨风而产生幅度一米多的晃动,更别说万丈高塔因为巨风会产生怎么样的摇晃。

总而言之,建成万丈高塔需要巨大的人力、物力、财力,别说一个企业了,可能集合一个国家之力都完成不了。

最重要的是,无论是谁建造万丈高塔都等于是在浪费资源,因为它的弊端实在太多,危险也太多。

(责编: xuehui)

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