中国“光压飞行”技术正欲“领飞”世界

史峰

奇怪，阳光怎么会有压力

天气热，到游泳池里戏水取凉，你会感觉有些“呼吸困难”的。因为水有“水压”，水的压力挤压肺部，会让人感觉呼吸有些困难。

站在风口，人会被吹个趔趄，这是为什么？道理很简单嘛，空气流动形成风，风吹动你，说明空气是有“气压”的。

一束阳光照射到你身上，没感觉它对你有“冲击力”吧。你没感到阳光的“冲击力”，但是阳光的“光压”仍旧是存在的。科学家发现，当阳光照射在物体上时，就会对物体产生作用力，这种力就源于“光压”。

你当然会有疑问，阳光咋会对物体有“压力”嘛。这个问题也好理解，光线是由许多小微粒向前运动形成的，这些小微粒叫光子。光子具有“物质性质”，它们汇聚在一起，以“光线”的方式“向前冲”，就会像“水流”“气流”一样给物体带来压力。只是这种压力太小，人体根本感觉不出来。

我们虽然感觉不到光的压力的存在，但是把“轻若鸿毛”的薄片放到真空管里，然后用阳光照射它，它就会被阳光的“冲击力”推动着“向前跑”——看来，阳光的压力可以变成物体前进的动力呀。

最早，天文学家开普勒在观测慧星时，看到所有彗星的“长尾巴”，都指向太阳的反方向，似乎是太阳上有“风”吹起了慧星的尾巴。开普勒“理智”地认为，太阳是没有“风”的，应该是阳光的“冲击力”对慧星的尾巴施加了力量，这是科学家第一次凭观察感知到了“光压”的存在。

狂想，利用“光压”能做啥

光的“压力”，可以变成“动力”，使用“光动力”能实现哪些科学幻想呢？

科幻作家这样狂想过：做一艘太空飞船，飞船上不需要传统动力设备，只需要“插上”一面很大的“太阳帆”，让阳光压力推动“太阳帆”，带着飞船向前跑，只要阳光能照射到的地方，“太阳帆飞船”便能到达。“太阳帆飞船”想得很美，靠谱吗？当然靠谱。虽然1平方米太阳帆面上产生的推力还不到1只蚂蚁的重量，但是如果太阳帆面做到“足够大”，“小蚂蚁”的力量一定能聚积成“大象”的能量。再说飞船在太空中运行处于失重状态，又无空气阻力，并不需要太大的动力。研究表明，太阳帆的直径达到500米时，只要表面光滑平整，它接受到的“光动力”可供太空飞船以每小时24万千米的速度向远离太阳的方向飞行，这个速度是火箭的6倍。经过15年的航程，乘坐这样的飞船就能飞行到太阳系边缘，继而进入另一个恒星系，利用另一个恒星的“光动力”，继续飞行。

“光压发电机”也被人们“狂想”出来了。如果把“光压风车”也做到足够大，阳光一照，它就“呼呼”地转动起来，光能就转换成了动能，将“光压风车”连接到发电机上，新一代的“太阳能发电装置”就产生了。依靠“光压发电机”，我们将获得取之不尽、用之不竭的清洁能源，“火电站”“水电站”“核电站”将成为在“光压风车发电站”面前灰头土脸的家伙，“光压发电”是真正意义上的绿色供电方式。

“光动力”对于“宏观世界”大物件来说微乎其微，我们很难用阳光来驱动一个生活物体。如果阳光照进“微观世界”，阳光的“压力值”将变得非常强大。科学家用纳米材料做成了许多“微机器”，“光动力”对于这些纳米机器来说是很强大的，所以说用光驱动“小机器”运转“微观世界”有着广阔的应用前景。比如科学家正在用“光子”来取代“电子”，让“光压”代替“电压”驱动计算机运行，制造“光子计算机”。“光子计算机”将拥有骏马的速度，眼下“电子计算机”有些“龟速”呀。

物理学家弗里德曼毕生致力于“光帆飞船”研制，早在1976年他就向美国宇航局提出利用一个64万平方米的太阳巨帆航向哈雷彗星进行探测的思路，美国宇航局认为太过“离谱”而没有采纳。他后来离开美国宇航局，组建了自己的“行星协会”，联络更多的科学家致力于太阳帆飞船的研制，终于在2001年制造出第一面太阳帆“宇宙一号”，结果这面太阳帆在地面试验过程中短路烧毁。2001年7月又一架“宇宙一号”发射失败，后来又是多次失败。失败并没有让弗里德曼放弃，他坚信“太阳帆飞船”定会成功……

骄傲，中国光压技术推出新成果

美国、俄罗斯、日本都在研发太阳帆飞船方面有“大动作”，虽然这些“大动物”屡次失败，但这并不影响科学家一定要“研发成功”的信心。正是基于这样的信心，不断有科学家加入到研发太阳帆飞船的队伍中来。中国南开大学就有一群科学家也致力于太阳帆飞船的研究工作。

最近，南开大学的科学家寻找到了一种可以制造“太阳帆”的石墨烯材料，这种材料可经各种光源驱动飞行，其技术创新的关键点是：石墨烯材料可以将微弱的“光压”放大1 000倍以上，达到“阳光你把我轻轻一推，我就能以千倍动力启动自身”的效果。能将“光动力”放大的石墨烯材料，立即成为“太阳帆飞船”研发界的“明星”，因为以前太阳帆飞船试制的失败并不是“光压原理”的失败，而是“材料应用”的失败。以前，科学家都是用“铝膜”“聚乙烯”等材料“造帆”的，这些材料都不是制造“太阳帆”的最佳材料。中国科学家发现的石墨烯材料，才是制造“太阳帆”的对路产品。

我们不妨到南开大学实验室看看这种石墨烯材料的光压飞行实验：研究人员将一个重为4毫克的形似“海绵”的圆饼状三维石墨烯材料放置到真空管中，然后在光源“推动”下，“海绵”瞬间发生了水平或竖直方向的位移，最大移动距离可达40厘米。这“轻轻一照便会大动”的实验结果，真是令人兴奋。

别小看这个实验结果，这是科学家第一次用“光动力”来推动一个宏观物体。这话什么意思？意思是：用中国的石墨烯材料制造的太阳帆飞船，可以从地球上直接发射到太空中。这种石墨烯不但可以制造“太阳帆飞船”，还可以用在现实生活中研发“太阳帆飞机”“太阳帆汽车”。 能放大“光动力”的石墨烯可以改变许多日常用器的“动力源”，让“光动力”走进寻常百姓家。到时候，家庭轿车就不需要加油喽，因为它是一辆“光动力汽车”，用光一照，它就可以带你周游世界了。

中国石墨烯解决了“光动力产品”制造的材料问题，让“光压飞行”的真正实现有了真实有效的材料基础，在这个基础之上，“光压原理”才能真正给我们的生活提供真实可靠的“光压飞行”制品。看来，中国光压技术正欲“领飞”世界呀。