書接上文。
上一期，我們在討論太空電梯時的難點時，提到了關於電梯纜繩的難點。由於太空電梯高度近36000米，想要扯一根如此之長的纜繩，即使是纜繩自身的重量就足以把它自己拉斷。
因此，我們必須要提高打造這根纜繩的材料的硬度才行。單純地提高硬度也不行，因為生活中常見的物體，都是硬度越大，密度也小不了。如果只是提高硬度和忽略密度，那麼這根纜繩還是容易斷。
就以鋼為例，我們平時看起來，它還是蠻硬的。但是，它的斷裂長度根本就不夠用在太空電梯上的。簡單來說，當一個物體達到一定長度的時候，即使不給配重，它自身的重力也會將它拉斷（有人會問：加粗不行嗎？當然不行，越粗就越重啊！）。鋼的斷裂長度是6.4公里，而太空電梯的高度，就像我們前幾期說的，是36000公里，差的不是一星半點。
所以，現在的材料學家們，一直在研發既硬又輕（當然還必須能量產）的材料。今天，咱們就來說幾種符合這個要求的材料。
第一個，就要驚到你——蜘蛛絲
別看蜘蛛絲平時好像很軟，但是你想想，當你扯蜘蛛絲的時候，是不是感覺扯了半天，就是不斷？當然，這種扯不斷，源自於它超強的彈性，可以延伸很長。而從硬度方面來說，蜘蛛絲也可以達到鋼的4~5倍。
不過，蜘蛛絲有一個缺點，那就是不能量產。蜘蛛是無法飼養的，因為它們會殘殺同類。人類又沒有掌握合成蜘蛛絲的技術。而且，貌似蜘蛛俠也沒有量產，要不然可以問問蜘蛛俠願不願意提供一點……
目前唯一的辦法，就是利用生物技術培養，將蜘蛛合成蛛絲的基因轉到牛羊的身上，讓牛羊的奶里含有蜘蛛絲的蛋白，然後利用相應的防止程序合成。據美國的專家表示，這樣的材料，只需要做成一根2.5厘米，也就是兩根手指那麼粗的一根繩子，就足以攔下一架準備著陸的戰鬥機。
但是，目前來看，我們似乎並沒有見過蜘蛛絲量產的新聞。而且，即便是蜘蛛絲，硬度也不足以作為太空電梯的纜繩。
微觀漁網——碳納米管
我們上一期提到過，目前最有希望的材料，其實就是碳納米管。
碳納米管又叫巴基管，是一種新型納米材料，從微觀上看，它是一種多層管狀結構，每一層上都是由碳原子構成的一個個完美六邊形組成的網狀結構，每一層之間的間隔大約為0.34nm，整個管狀結構直徑2~20nm。
碳納米管為什麼硬呢？這個比較深，屬於高中化學選修課再進階的知識，咱就不提了，總之就是得益於其微觀結構導致的原子間的相互作用。
那麼，這種材料到底有多硬呢？實驗數據顯示，它的硬度是鋼的100倍，遠遠超過了蛛絲（也大大超過了鑽石）。一根大頭針粗細的碳纖維管，就可以吊起一輛轎車。同時，它的密度又僅有鋼的1/6，因此被稱作超級纖維。
不過，且不說碳納米管是否能夠承受太空電梯這麼「過分」的任務要求，人類連批量生產碳納米管還沒有實現。目前的碳納米管，基本是在實驗室才能合成，而且最長也就只能合成0.5米。大家應該還記得，太空電梯的高度是接近36000公里。而且，我們也不可能通過多做點半米的碳納米管然後連在一起，因為這種連接是很容易斷的，所以必須要一口氣造出36000公里長的碳納米管……
（嚴謹地說，碳納米管不是造出來的，而是通過氣相沉積，你把加熱的碳原子吹送過去，它們自動吸附然後生長得更長）
在這個難題面前，它所消耗的巨額費用已經可以忽略了。這時候我們才明白那個道理：能用錢解決的那都不叫事……
因此，科學家如果想用碳納米管，首先要解決量產的問題。
只存在於傳說中——碳炔
說起來，碳真的是一種非常神奇的元素。要知道，雖然氧一直被認為是地球生命存在的必需品，但碳似乎更加重要，因為我們都是碳基生命，而且我們也剛剛分享過最新報道，以色列科學家甚至發布了不需要呼吸就能生存的生物。
好了，扯遠了，說回碳。碳這種元素，有太多的同素異形體，生活中常見的就是石墨，也就是鉛筆芯，還有金剛石，也就是鑽石。剛才提到的碳納米管，也是碳的一種同素異形體，以及著名的足球烯。這個碳炔，就是另一種碳的同素異形體，而且……那叫一個硬。
和碳納米管的六邊形構成的管狀結構不同，碳炔是以連續的碳碳雙鍵或者單鍵-三鍵交替連接。早在1885年的時候，德國有機化學家阿道夫·馮-貝耶爾就提出了這個概念。不過，直到現在，我們也很難製備出完全意義上的碳炔產品。
不過，根據賴斯大學的計算模型，這種碳炔的確有望成為世界上最硬的物質，其硬度可以達到鑽石的40倍，剛的200倍。
一直以來，很多科學家嘗試製備碳炔失敗，最終甚至認為這種物質根本不可能存在。不過，後來有科學家合成了一段有44個碳原子的碳炔鏈，重新又喚起了人們的希望。總之，這種「傳說中」的材料，目前別說批量生產，就是實驗室合成都極其困難。
所以，從可行性的角度來說，碳纖維管比碳炔更有可能成為太空電梯的纜繩。
除了扯淡，還能幹啥用
難道這些材料，都只能用於太空電梯嗎？
別鬧了。
人類的科研，本來就是充滿了無目的性。雖然有一部分科研的確是有某些需求才開始的，但是更多的科研還是處於科學家求知的心態。而這些科研有了成果之後，我們才逐漸發現它們的用途的。所以，除了少部分人在為太空電梯在專心研究之外，其他的更多地屬於「摟草打兔子」，研究了某些成果之後，發現可以運用在這裡。
當然，上述材料除了應用在航空領域之外，也可以使用在各個方面。比如牛奶、羊奶中提取的蜘蛛絲蛋白（學名叫生物鋼），可以用作防彈衣，保護警察和軍人的生命安全；還有碳納米管，擁有著硬度以外的許多優良物理、化學屬性，如果應用在手機觸摸屏（當然它的致癌性還需要考慮）或者其他智慧家電上，也會提高這些設備的性能。
總之，科學在生活中各個我們不曾注意的領域，帶動著社會的進步。我們應該感謝科學家們的付出，是他們，讓我們的生活變得更加美好。