核爆克星来袭!美国新型混凝土可像海绵吸水一样吸收微波

这种可以防电磁脉冲的混凝土通过吸收和反射电磁波来实现屏蔽效果，研发团队使用磁铁矿取代了标准混凝土骨料，前者拥有矿物磁性，可以像海绵吸水一样吸收微波。

图片来源：视觉中国

在热播科幻美剧《神盾局特工》第四季中，有一幕反派角色利用电磁脉冲(electromagnetic pulse，EMP)使几座城市的电网和通讯全部瘫痪的情节。除去一定的夸大，电磁脉冲作为一种物理现象，其巨大的破坏力对当下极度依赖电子技术的时代来说，是极为致命的。

近日，一支来自美国内布拉斯大学林肯分校的工程师团队宣布研发出一种新型混凝土，可通过吸收和反射电磁波来保护其内部的电子产品，阻挡和屏蔽强烈的电磁脉冲能量。研究人员表示，这种混凝土材料可用于保护军事、金融或其他存储关键电子产品的领域中，如电网、数据服务器或飞行器。

生活中的电磁能量无处不在，它可通过“波”(阳光、无线电波和微波x射线和伽马射线)广泛传播，但在由核爆炸、闪电或电磁脉冲装置等状况产生的电磁辐射的影响下，可能诱导电流和电压激增，产生一种突发的、宽带电磁辐射的高强度脉冲，即电磁脉冲，最长时间通常只会持续一秒钟，但会造成大规模的电力和通讯故障。

项目领头人Christopher Tuan和Lim Nguyen。来源：内布拉斯大学林肯分校

“电磁脉冲对电子设备是非常致命的，”该项目领头人、该校土木工程系教授Christopher Tuan说，“我们发现了消散波能的一个关键因素，该技术的优势很多，因此建筑行业也非常感兴趣。”该种混凝土可应用于新建筑物的构造中，或者通过喷涂方法来改造现有建筑。

研究人员介绍称，这种可以防止电磁脉冲的混凝土的技术原理，是通过吸收和反射电磁波来实现屏蔽。该团队使用磁铁矿取代了一些标准混凝土骨料，前者拥有矿物磁性，可以像海绵吸水一样吸收微波。此外，专利配方中还包括一些碳和金属的成份，均能提高混凝土的吸收和反射效果。

据该校官网消息，研发团队已与从事抗灾建设的企业ABC Group签署了研究协议。将混凝土技术稍加改造，与该公司的喷射混凝土施工技术相结合，推出了一款保护建筑内部免受电磁干扰的新产品，目前仍在专利申请过程中。

ABC Group建造的原型建筑。来源：内布拉斯大学林肯分校

为了证明防电磁脉冲混凝土在实际应用中的有效性，ABC Group目前已在其位于佛罗里达州莱克兰的灾难复原综合设施中建了一座原型建筑，其效果超过了军事防护要求。

据许可协议，目前ABC Group在屏蔽性喷射混凝土产品的市场上独霸一方，其推出的“EMSS-Electromagnetic屏蔽喷射混凝土”已实现商业化。

“我们专有的施工方法与内布拉斯大学开发的混凝土技术相结合，能够构建出高强度、高抗暴的建筑结构，效果超过军事防护的电磁屏蔽要求，”该公司首席执行官Peter Fedele说，“作为一种新型屏蔽建筑，我们的原型建筑受到了目前EMP业内权威专家的好评。”

上世纪发明的防止电磁场进入或逃脱的金属外壳——法拉第笼。来源：网络

Tuan表示，这种混凝土技术比目前所使用的屏蔽技术更有效、灵活，成本效益也更高。目前多采用金属外壳实现屏蔽，带来了昂贵的金属面板或屏幕建设成本，限制了其在大型结构物上的应用可行性。

该种防电磁脉冲混凝土的最初原型是项目领头人Tuan和Lim Nguyen研究的导电混凝土，初衷是为融化路面或桥面冰雪而设计的，后来其屏蔽电磁脉冲的功能才被发现并进一步确认。

未来，Tuan和Nguyen将继续研究导电混凝土的其他用途，其中包括提高除冰和供暖的效率，以及在防静电地板上的应用。混凝土的配方也将随着应用不断扩展，该大学的非营利性技术商业化下属机构NUtech合资企业正帮助该团队寻找更多的潜在合作协议。