如果用直徑1納米的細絲快速切割人體,會有什麼後果?

2021-02-15 火星科普

隨著材料學的發展,人類已經可以製造出只有單層原子厚度的材料——石墨烯,其厚度不到0.4納米,僅為人類頭髮絲直徑的十萬分之一。這種二維材料完全是由碳原子構成,它們排列成六邊形蜂窩狀結構。

出乎意料的是,原本被認為無法穩定存在的二維結構擁有超高的強度。如果想要打破石墨烯中的化學鍵,需要比打破鑽石中的碳鍵結構更強的力。作為已知強度最高的材料之一,石墨烯的強度超過鋼鐵200倍。

如果把石墨烯製成1納米厚的細絲,然後用它來快速切割人體,結果會怎樣呢?

關於這個問題,很多人可能會首先想到《三體》中的「飛刃」。這是一種通過納米工藝製造出來的超強材料,其直徑約為頭髮絲的十分之一,差不多是微米級別,它可以切開由鋼板製成的巨輪。

如果換成更細萬分之一的納米細絲,它還能切開巨輪或者人的身體嗎?

人的身體是由各種分子組成,它們之間由範德華力互相作用在一起。這種分子間作用力遠大於重力,人的身體可以保持完整,不會被地心引力扯斷。正因為如此,人類可以把比自身更重的物體提起來。

如果用一納米粗的細線割開人體,作用距離超過1納米的分子間作用力不會被破壞掉,範德華力仍然能夠維繫住分子,這就像「抽刀斷水」一樣無濟於事。因此,人的身體不會被納米線一分為二,而是會保持完整,納米細線會直接穿過身體。

雖然納米線不會切斷人體,但可能會造成內傷。人體內包含很多大分子結構,例如,DNA的直徑為2.5納米,展開後的長度可以超過1米;蛋白質的尺度可達幾百納米。

1納米的厚度相當於三四個原子的直徑,當這樣的納米線快速切割人體時,就有可能會推開DNA、蛋白質等大分子中的一些原子,導致共價鍵被破壞掉,從而使大分子失去活性。在這種情況下,人體有可能出現一定的內傷。

不過,納米細絲非常的細,其破壞範圍十分有限。當DNA和蛋白質出現輕微損傷之後,人體完全有能力進行恢復,產生新的細胞來替換那些被破壞掉的細胞。因此,納米細絲快速切割人體並不致命。

宇宙弦

但如果換成一種理論上存在的一維「細線」——宇宙弦,結果可能會完全不一樣。

在熾熱緻密的早期宇宙中,可能會產生十分奇特的宇宙弦。它們非常小,遠小於質子尺寸(質子半徑估計為8×10^-16米)。儘管如此,宇宙弦極為緻密。據估計,僅1.6公裡長的宇宙弦就與地球一樣重。

宇宙弦是一種一維時空裂縫,擁有巨大的能量和質量,它們可謂是宇宙中最為鋒利的刀,可以切斷任何東西。如果人被一根宇宙弦切割,身體不但會被一分為二,而且身體還會被二維化。

不過,目前天文學家還沒有在宇宙中發現宇宙弦。如果宇宙在138億年前製造出了宇宙弦,它們還會存在於目前的宇宙中,而且也會隨著空間膨脹而擴張。未來,我們可以通過更為強大的引力波探測器來搜尋宇宙弦產生的引力波。

相關焦點

  • 直徑1納米的細線,如果用它迅速切割人體,會發生什麼現象?
    直徑1納米的細線,如果用它迅速切割人體,會發生什麼現象?隨著科學的不斷發展,也已經有很多的科學家開始注重一些微小領域的發展,在2003年的時候,石墨烯問世,它的厚度是非常小的,但是硬度卻非常的高,如果石墨烯這種材料可以普及開來,那麼在很多領域都能起到非常大的作用,比如石墨烯電池,這種電池的出現可以大大的增強續航能力,其中包括汽車的電池和手機的電池,但是它的厚度只有0.4納米,僅僅是人類頭髮絲的1/10萬而已。
  • 一根夸克大小的細絲,快速切割人體,會致人於死地嗎?
    關於人體被恐怖切割的電影有不少,最近的有日本比較變態的電影《真實魔鬼遊戲》,滿屏都是攔腰切斷的人體,觸目驚心!比較遠的,但更經典的則是史蒂夫·貝克執導的《幽靈船》,為了黃金而用一條高速切割的鋼絲謀殺絕大部分正在歌舞昇平的船員!
  • 用一根絲徑極細的絲,快速切割人體,會有什麼後果產生?
    用一根絲徑極細的絲,快速切割人體,會有什麼後果產生?很多人對物理學頗有了解,都知道物體與物體間力的作用是相互的,也就是說如果沒有力,那就沒有碰撞。很多人都看過一個電影叫《幽靈船》,上面出現一個非常驚悚的場景,有一群人在船上聚會,令人不敢相信的事,最後竟然被一根極細的鋼絲攔腰斬斷,過程幾乎毫無痛苦,誰也沒有想到一根極細的鋼絲,竟然會發揮到如此大的殺傷力。我們在現實生活中,一根細線不小心劃在手指上,如果速度夠快,那麼手也會被劃破,不要小瞧任何一個細小的物體,越細的物質它越鋒利。
  • 一根直徑1納米的細線快速切過人體,會造成傷害嗎?
    」是研究1~100納米範圍內,對材料的研究和運用,目前「納米級」技術是全世界都在研究的方向,那麼一根粗1納米的細線,快速切割人體,會造成什麼後果呢?1納米的線,高速切割人體,是否會造成可怕的後果呢?當發生意外時,細胞被外力破壞,我們就會受到傷害,但是細胞之間也是有間隙的,甚至細胞也是由各種分子組成的,而分子其實就是原子以特定的鍵合順序和空間順序結合在一切的整體,那麼一根足夠細的線切割人體時,如果這個線的直徑比細胞還要細,不足以對我們的細胞造成破壞,是不是就不會對人體造成傷害了呢?
  • 一根直徑1納米的細線快速切過人體,會造成傷害嗎?
    」是研究1~100納米範圍內,對材料的研究和運用,目前「納米級」技術是全世界都在研究的方向,那麼一根粗1納米的細線,快速切割人體,會造成什麼後果呢?從雷射這個「最快的刀」就可以看出來,足夠「細」也就足夠鋒利,相信大家在生活中,偶爾會被嶄新的A4紙割傷手指,那麼一根直徑1納米的線,高速切割人體,是否會造成可怕的後果呢?
  • 一個夸克細絲編制的網,快速掃過地球,人類會被團滅嗎?
    《三體》中的納米飛刃在巴拿馬運河如豆腐般的切割「審判日」號的情景讓大家記憶猶新,事實上納米飛刃其實無法切割如此龐大的船體,但它毫無疑問能切割人體,並且效果極佳!那麼如果將這些納米飛刃的細絲直徑換成夸克大小,快速切過人體,會致人於死地嗎?
  • 如果人的身體被誇克級的細絲穿過,我們會有感覺嗎?
    相信很多人都看過電影《死神來了》以及小說《三體》,其中對細絲切割人體的那一幕印象深刻,之所以這樣的細絲能夠把人體進行切割,主要原因在於細絲的直徑要遠遠大於人體細胞組成物質基本單元的直徑大小,從而破壞了細胞結構。
  • 直徑0.1納米的細線快速切過人體,會造成傷害還是無事發生?
    宇宙中的一切都是由各種基本粒子組成的,人類這樣的生命也是由各種基礎的生命大分子組成的,假如有一根很細很細的線,比如直徑0.1納米,這根線比我們體內的絕大多數細胞還要小,那麼假設這根線快速切割人體,還會和A4紙一樣,對身體造成傷害嗎?
  • 如果一人被誇克級的細絲截斷脖子,還能活著嗎?有何科學依據?
    而小說當中提到這種細絲是用納米材料製成的,這裡要注意的是「納米材料」,而不是「納米級材料」,這兩者是有本質的區別的。納米材料指的是以納米尺寸(1-100納米)為基礎單位製成的材料,這種材料大約相當於10~1000個原子被緊密地排列在一起。也就是說,納米材料並不是尺度是納米級別的材料。至於納米級材料是沒有這種說法,很多人常認為納米級材料就是指只有幾納米尺度的材料。
  • 細線切斷人體,會導致死亡嗎?如果夠細就不會
    如果你沒有看過《三體》也不要緊,你一定也在其它的文學或影視作品中看到過類似的情景,比如一個手藝非凡的廚師用極薄的刀片和極快的手法切開動物的身體,然後輕輕按壓,動物的傷口便迅速粘合、完好如初了。那麼這些作品中神乎其神的描述到底是不是真的呢?如果用一根很細很細的細線將人體切開,會導致死亡嗎?要回答這個問題,我們還是要先從人體的結構說起。
  • 一根夸克級別的細絲快速穿過人體,會致人於死地嗎?
    一根夸克級別的細絲快速穿過人體,會致人於死地嗎?夸克級別的細絲到底有多麼細呢?原子內部是極其空曠的,儘管原子的經典直徑是10^-10m,在原子內部空間中,原子核的質量佔了99%,但是原子核的體積只佔原子總體積的千億分之一。打個比方:如果將原子比作地球大小,那麼原子核只相當於地面上的中等體育場大小,其中的差別顯而易見吧。原子內部確實是極其空曠的,質量絕大部分都集中在原子核身上了,原子核外面的世界是非常「廣闊」的。
  • 用一根線直徑比原子空隙小,以極快速度切割一個人的身體會怎樣?
    原子間隙有大有小,比如組成化學鍵的兩個原子,其間隙就會很小,甚至塞不下一個原子而如果算把晶面間距作為原子間距的話,倒是空間挺大,一般可以達到0.1個納米以上,足有容納好多原子了。如果線的直徑就是0.05nm,且結實度很高,那麼其高速划過人體後會怎麼樣呢?
  • 用一根夸克大小的細線,迅速切割人體,會發生什麼後果?
    用一根夸克大小的細線,迅速切割人體,會發生什麼後果?在現實生活中,有很多現象的發生,就連科學家也難以解釋。很多人都有看過恐怖電影,有些恐怖電影的情節非常可怕,在一間房子中布置了很多機關,如果人們不小心觸碰了機關,那麼突然出現的細線會將人切成兩半,所以很多人對細線都有一種莫名的恐懼感。我們在現實生活中也有被劃傷過,如果速度過快的拉開,就會劃傷手。很多人都有過放風箏的時候,當風力太大的時候,細絲線會直接割傷手,很多看似脆弱的物體,殺傷力大得很。
  • 一根夸克級細絲能夠切斷人體,或者讓人致死嗎?
    一根夸克大小的細絲,快速切割人體,會致人於死地嗎?先說結論:夸克無法在自然界單獨存在,因此沒有這麼大小的細絲。如果有這麼大小的細絲切割人體,少則無礙,多則傷身甚至喪生。那麼這麼大小的物體切割人體會造成傷害嗎?這只是一種假設,因為夸克本身是無法單獨存在,更無法形成物質的,形成物質的最小組成單位是原子。理論上認為,由於「夸克禁閉」作用,夸克是無法單獨存在的,也就是說不可能存在一個夸克直接掃過人體,更不可能有一根由夸克製作成的細絲掃過人體。但如果假設這麼大小的物質掃過人的身體會怎麼樣呢?我們來看看一些物質對身體的影響,從中得到一點啟示。
  • 一根夸克級的細絲能將人類攔腰斬斷嗎?斬斷後人類會受傷嗎?
    而小說當中提到這種細絲是用納米材料製成的,這裡要注意的是「納米材料」,而不是「納米級材料」,這兩者是有本質的區別的。納米材料指的是以納米尺寸(1-100納米)為基礎單位製成的材料,這種材料大約相當於10~1000個原子被緊密地排列在一起。也就是說,納米材料並不是尺度是納米級別的材料。
  • 一根「夸克」級別大小的細線,快速切過人體,會有什麼後果
    似乎所有看似脆弱的物體,一旦被銳化到達某種程度,就會對人體產生傷害,而水壓強就是一個很好的例子。水槍是小孩子最愛的玩具之一,但它其實沒有什麼威力,只是單純通過壓力將水從水槍裡噴出來而已,但是,我們仔細觀察清潔工阿姨用來清潔地面的水槍時,就會發現其威力是很嚇人的。
  • 蚊子在地球上到底有什麼用?如果全被消滅了會有什麼嚴重後果
    我們知道,病毒雖然可以入侵人體,但人類自身有免疫系統可以抵禦病毒對身體的破壞。除了免疫系統,病毒要進入人體需要通過皮膚這道防線。一般來說,皮膚就可以將大多數病毒隔離在人體之外。此時,蚊子的作用就體現出來了,蚊子可以通過叮咬的方式,將自己的口器深入到生物皮膚之中,而病毒則會順著口器,從蚊子體內進入到人體,突破人體皮膚的障礙,順利到達人體。
  • 世界上最細的夸克鋼絲,可以快速切割人體,來看看多強大
    在很多特工類的電影裡,精英特工常常會用鋼絲將人殺死,甚至整個人的身體都被鋼絲切成肉片。尤其在一些驚恐電影裡,鋼絲殺人的手法更是讓人驚悚,有時一根高速移動的鋼絲就可以把人瞬間斬殺。如果說一根鋼絲把豆腐切開,這個大家可以理解,但為什麼鋼絲也能把人體切成兩段呢?
  • 如果圓周率的最後一位被算出來,會有什麼後果?
    此後,數學家發現圓周率可以用無窮級數來表示,常見的公式包括:項數計算得越多,圓周率也算得越精確。目前,結合計算機與收斂速度非常快的無窮級數,人類已經算出了圓周率小數位的前31.4萬億位。不過,圓周率一直沒有算到盡頭,最後一位是什麼人們不得而知。那麼,圓周率是否能夠算盡呢?
  • 如果圓周率最後一位被算出來,會有什麼後果?
    不過,圓周率一直沒有算到盡頭,最後一位是什麼人們不得而知。 那麼,圓周率是否能夠算盡呢? 儘管圓的周長和直徑都是存在的,但它們都不可能同時是有理數。數學家通過多種不同的方法證明,圓周率是算不盡的,它的小數位是無限不循環的,這是一個無理數。