美空军资助开发纳米氮化硼涂料 飞机以 5 倍音速飞行不是梦

在美国空军的资助之下，美国国家航空暨太空总署（NASA）与美国宾汉顿大学成功研制出氮化硼散热涂料，可以承受更高温度而使飞机飞行速度提升，未来 10 年内，飞机可能在不到 1 小时的时间用 5 倍音速从美国东岸飞到西岸！

虽然，目前氮化硼的单价高达每克 1000 美元，初步商业化之后小老百姓们也是坐不起的，第一波乘客名单必须留给那些时间等于金钱的商人，但这无碍于人们尽情想象未来的科幻式超音速旅游。

让车辆、航空器等维持高速行驶的关键在于承受行进途中产生的强烈热能，比如已经退役的超音速客机「协和号」，其表面硬铝材质使飞机能在 1.5 万米高空承受高达 127℃ 的摩擦高温，以 2.02 马赫（即时速 2474 公里，1 马赫等于 1 倍音速）的速度飞行。当年，协和号客机从伦敦飞抵纽约仅耗时约 2 小时 53 分钟，创下航班飞行最快纪录。但是，除了稳定的机身结构与轻重量外，涂覆飞机的材料更是飞机能否超音速飞行的关键。

最近，NASA 与美国宾汉顿大学合作进行有关超音速飞机的研究，并确定了以氮化硼纳米管（boron nitride nanotube，缩写 BNNT）为机身涂覆材料，能承受比目前用于飞机的碳纳米管高 2 倍的温度。研究已发表在《科学报告》期刊。

碳纳米管（Carbon Nanotube，缩写 CNT）是一种管状碳分子，由于具超强的抗拉强度（比同体积钢的强度高 100倍）和耐受度（可承受高达 400℃的温度）而应用于高端航天或跑车，新的研究表明，氮化硼纳米管可承受高达 900℃ 的温度，让飞机以时速 6400公里飞行，且比碳纳米管还轻。

氮化硼纳米管材料势必首先应用于战斗机或太空探测器，但只要 10~20 年，商业航空旅行的体验将与如今大不相同，成为飞机的标准制造材料。除了应用在飞机表面外，氮化硼纳米管也可添加到陶瓷或金属，使其变得更坚固，在环保型汽车或纳米电子学领域或许能有所贡献。

目前氮化硼纳米管材料的最大问题是价钱，每克要价 1000 美元，如此高昂的成本来生产产品是不切实际的。不过，高质量的纳米碳管在 20 年前也大约是这种价格，现在每克成本仅需 10~20 美元，宾汉顿大学机械工程系副教授 Changhong Ke 认为，氮化硼纳米管也会走上类似的路。目前，NASA 是全球少数能生产优质氮化硼纳米管的机构之一，如果往后有更多研究介绍氮化硼纳米管的性能，或 NASA 具备量产技术，价格就会开始下跌。