这种神奇材料，能让飞机更安全着陆！

飞机是一种非常复杂的交通工具，它不仅个头大、重量大，而且飞得很快。想要让它安全着陆，需要飞机里很多零部件“密切合作”，其中非常关键的一个零部件就是刹车片。

飞机着陆，要在长度有限的跑道上把速度降到零。这时，刹车片承受着巨大的摩擦力和因摩擦产生的大约为1000摄氏度的高温，要是碰上雨雪、沙尘等天气，它面临的“考验”就更大了。

目前，碳/碳复合材料是当之无愧的最佳选择！

你可能觉得这个名字有些奇怪，为什么会有两个“碳”字呢？是不是写错了？

没有错。第一个“碳”指的是碳纤维，第二个“碳”指的是碳基体。它们组合成一个“团队”，不仅发挥着各自的优势，还能产生1+1>2的神奇效果。

如果把碳/碳复合材料比作钢筋混凝土，那么碳纤维可以看作钢筋，而碳基体则是黏结、保护碳纤维的混凝土。

碳/碳复合材料不仅“身体”轻盈，耐高温，还有耐磨、强度高、“寿命”长的独特本领，跟同样重量的其他材料比，它的承重能力也更优异。因此，人们常把它用在航空航天等领域。我们的国产大飞机C919上的刹车片就是用它做的。

不仅仅是飞机刹车片，载人飞船、火箭、导弹等飞行器，特别是未来的高速飞行器，更离不开碳/碳复合材料。

飞行器在大气层中飞行，会与大气产生摩擦，导致飞行器表面温度升高。如果以非常快的速度在大气层中飞行，它的外表面与大气的摩擦会更加剧烈，从而产生超过2000摄氏度的高温。在这样的温度下，普通的材料很快就会熔化，甚至气化，导致飞行器解体。

碳/碳复合材料是目前解决这个问题不可或缺的选择。因为它在超高温下，不仅不会熔化，而且还能继续保持它特有的优异“本领”。告诉你，咱们的神舟系列载人飞船就用了它！

你知道吗？碳/碳复合材料这么厉害，我国对它的研制却曾是一片空白。

20世纪80年代，我国还只能从国外进口飞机。飞机上的刹车片容易磨损，需要定期更换。然而，那时候我们没有碳/碳复合材料制备技术，更无法生产这种刹车片，不得不花大价钱从国外购买。

因为碳/碳复合材料具有独特的优异本领，各种火箭、导弹等都离不开它，因此，外国限制它的出口。结果就是不仅我国刹车片买得了这次保不了下次，随时面临“断供”，而且材料的制备技术，更是被严格封锁。那时的中国，在这个领域处处受制于人。

这种状况，揪着科学家黄伯云先生的心，他下定决心要做出有中国特色的碳/碳刹车材料。于是，他带领团队开启了数十年的研究。

起初，没有任何资料可以参考，只能摸着石头过河，不断尝试。每实验一次的周期就长达数月。在这期间，他们每隔几十天就打开炉门，取出样品，检测各种指标，加工后又放进炉子，焦急地等待结果。

夏天，他们所在的湖南长沙经常是将近40摄氏度的高温，是一个名副其实的“火炉城市”。他们实验用的炉子，内部温度要超过1000摄氏度，实验室内的温度也常常高达50摄氏度，甚至更高。黃伯云带着团队冒着酷热坚持研究，实在热得受不了了，就到外面“凉快”一下。

然而，开始的几年，他们收获的是一堆连他们自己都看不懂的黑色碳块，只能一次又一次地进行实验……

正在实验的紧要关头，黄伯云病了，需要做手术。刚刚做完手术的他，顾不上休息，马上赶回实验室。

就是这样的拼搏，2000年9月，他们做出了自认为不错的样品。于是，满怀期待地进行模拟刹车试验，结果却失败了！整整12年，所有能想到的招数都用完了，大家无比沮丧。

黄伯云说，那是一段“最黑暗、最痛苦的日子”。但他不能放弃，必须整理好心情，带领团队重新投入艰难的研究工作。

他对大家说：“科学研究不可能没有失败，失败并不可怕，关键是不能轻言放弃，要找到病症，对症下药。这个项目我们一定要做好，就是拼着命，也要干成！”

在大家的努力下，一种效能好、成本低的高性能航空制动材料—碳/碳复合材料终于在他们的手中诞生了，这道卡脖子的“枷锁”终于被打开了！

这块世界材料领域的“硬骨头”，在历经了20年的无数次实验后，终于被黄伯云团队印上了“中国”两个字。他也因此入选“感动中国•2005年度人物”！

今天，黄伯云团队还在寻求新的突破，他们研制出更加神奇的升级版碳/碳复合材料，使用温度超过3000摄氏度。

生命不息，科研不止！神秘的碳/碳世界，期待着你去探索；更多神奇的材料，等待着你的创造和发明。

从现在起，加油吧！

供稿单位：重庆市产学研合作促进会

作者：潘复生，中国工程院院士、重庆大学教授、重庆市科学技术协会主席

审核专家：毛弋，重庆市科学传播专家团首席专家，重庆电子工程职业学院教授

声明：除原创内容及特别说明之外，部分图片来源网络，非商业用途，仅作为科普传播素材，版权归原作者所有，若有侵权，请联系删除。