美国大力发展超音速武器，这种材料是关键，已取得突破

　　对于五角大楼而言，高超音速武器可谓是＂当务之急＂；不过在高超音速武器武器的研制方面，美国科学家碰上了难题——这种新型武器的温度高达17000°，必须要研制恰当的新型材料才能Hold住如此高温；最近，美国科学家在纳米技术以及碳纳米管制造方面的突破为高超音速武器的耐热层提供了一种新方法。
　　目前，美国政府正在大力发展高超音速武器，根据美国军方公开的报道，至少有5中不同的高超音速武器项目正处于开发中。而纳米技术正成为研制高超音速武器的一项关键技术，其最新的发展能够使导弹平台以超过5倍音速的速度在大气层中运行，其中碳纳米管方面的突破使其有望成为一种强度高、重量轻且能够迅速散热的适用性新材料。
　　▲雷神公司的高超音速武器概念图（图源：雷神公司）
　　从本质上来说，高超音速武器是一种以令人难以置信的速度穿越大气层的武器。高超音速武器的速度起点是5马赫（时速约6173公里），以这种程度的速度推进物体在空气中运动会产生一个特别的问题：随着速度的增加，物体在空气中的摩擦力也会迅速增加。
　　这种摩擦会产生惊人的热量。大名鼎鼎的SR-71黑鸟战略侦察机（也是有史以来速度最快的有人飞机）的经常会在3马赫左右的速度飞行，其外壳由此日常运行在500华氏度以上（260摄氏度左右）。诞生在上世纪60年代的X-15火箭式飞机在6马赫数速度下飞行的时候达到了1200华氏度（约649摄氏度）。如果航空器的速度达到10马赫数，那么其表面产生的温度足以融化世界上任何一种钢铁，其温度将达到惊人的17000华氏度。
　　▲1961年11月，加利福尼亚州爱德华兹空军基地上空，一架B-52的机翼下方挂在着一架X-15火箭飞机，只有B-52飞行到了足够的高度才能进行X-15的发射试飞（图源：NASA）
　　而对于高超音速武器来说，其飞行速度的终极目标将是24马赫数，其表面的温度将会多高可想而知。
　　最早科学家们实从航天器和核弹头重返大气层的需求中了解到超音速装备所需处理的空气摩擦问题的。不过核弹头与高超音速武器不同在于，它在敌方目标上空脱轨时，是一个从太空轨道转移到大气层中的过程，则会就意味着它只需要暴露在空气中几分钟就能完成其使命，最后撞上目标。而高超音速武器就不同了，它整个飞行过程都在大气层中，并且会一直暴露在高温下。
　　▲碳纳米管的三维图形示意图
　　近期，《DefenseOne》上的一篇文章描述了科学家如何利用碳纳米管来解决摩擦发热的问题。佛罗里达州立大学高性能材料研究所的科学家们正在研究尝试用这种碳纳米管作为高超音速武器的结构材料。碳纳米管是一种通过纳米技术实现的合成材料，由直径小至1纳米的碳管组成。碳纳米管比高铁更坚固，且能够实现超高效率的隔热。最近，研究人员发现将碳纳米管浸泡在苯酚中，可以提高其1/6的散热能力，从而用更少的纳米材料实现更强大的能力。
　　这项研究突破对美军的高超音速武器意味着什么？这意味它们的高超音速武器又有了一种更轻、更坚固且更耐热的新材料，使得这种新装备能够更愉快的进行其＂大气层旅行＂之路，对于高超音速武器的设计者来说，它们则可以更安全地设计更高速度的飞行，或者在同样的重量下选择更厚的材料层来确保高超音速装备的可靠性。