第508章 纳米机器人所缺少的金属键

纳米机器人所组成的材料和普通材料不同，纳米机器人组成钢铁战衣之后，虽然看上去是一个整体，但是实际上都不用显微镜看，只需要拿一个放大镜看就能看出来一个个微小的纳米机器人。

毕竟纳米机器人虽然叫纳米机器人，但是这可不代表着每一个纳米机器人都已经达到一纳米了。

而是表示已经突破一微米，达到九百多纳米的程度。

当然不管是一微米还是九百多纳米，其实都改变不了一个事实，那就是纳米机器人之间的链接牢固程度远没有金属直接起到链接作用的金属键的力量大。

毕竟纳米机器人之间的链接则是靠着纳米机器人身上自带的可以活动的勾爪卡榫所链接的，需要的时候就和周围的机器人钩连在一起，不需要的时候则是纳米机器人的勾爪卡榫松开，正因为如此，所以纳米机器人的这种勾爪卡榫根本就没有金属键的原子结合力大。

要知道，金属键是化学键的一种，主要在金属中存在，虽然金属及合金主要以金属键的方式结合，但也会出现金属键与共价键或离子键混合的情况。

由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。金属键有金属的很多特性。例如：一般金属的熔点、沸点随金属键的强度而升高。其强弱通常与金属离子半径成逆相关，与金属内部自由电子密度成正相关。

当然金属键自然也是有很多优点的，比如在金属晶体中，充满着自由电子，而自由电子的运动是没有一定方向的，但在外加电场的条件下自由电子就会发生定向移动，因而形成电流，所以金属容易导电。

不过金属键除了导电性能好之外，金属受到外力作用时，晶体中的各原子层就会发生相对滑动，但不会改变原来的排列方式，弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的作用。

所以在各原子层之间发生相对滑动以后，仍可保持这种相互作用，因而即使在外力作用下，发生形变也不易断裂。因此，金属都有良好的延展性。

当然金属键的能带理论是利用量子力学的观点来说明金属键的形成。因此，能带理论也称为金属键的量子力学模型，它有五个基本观点：

第一点，为使金属原子的少数价电子，能够适应高配位数的需要，成键时价电子必须是“离域”的即不再从属于任何一个特定的原子，所有价电子应该属于整个金属晶格的原子共有。

第二点金属晶格中原子很密集，能组成许多分子轨道，而且相邻的分子轨道能量差很小，可以认为各能级间的能量变化基本上是连续的。

第三点分子轨道所形成的能带，也可以看成是紧密堆积的金属原子的电子能级发生的重叠，这种能带是属于整个金属晶体的。例如，金属锂中锂原子的1S能级互相重叠形成了金属晶格中的1S能带，等等。每个能带可以包括许多相近的能级，因而每个能带会包括相当大的能量范围，有时可以高达418  kJ/mol。

第四点，按原子轨道能级的不同，金属晶体可以有不同的能带，由已充满电子的原子轨道能级所形成的低能量能带，叫做“满带”；由未充满电子的原子轨道能级所形成的高能量能带，叫做“导带”。

第五点，金属中相邻近的能带也可以互相重叠，如铍的2s轨道已充满电子，2s能带应该是个满带，似乎铍应该是一个非导体。但由于铍的2s能带和空的2p能带能量很接近而可以重叠，2s能带中的电子可以升级进入2p能带运动，于是铍依然是一种有良好导电性的金属，并且具有金属的通性。

所以，根据能带理论的观点，金属能带之间的能量差和能带中电子充填的状况决定了物质是导体、非导体还是半导体，其实也叫做金属、非金属或准金属。

因此如果物质的所有能带都全满或最高能带全空，而且能带间的能量间隔很大，这个物质将是一个非导体；如果一种物质的能带是部分被电子充满，或者有空能带且能量间隙很小，能够和相邻有电子的能带发生重叠，它就是一种导体。

而半导体的能带结构则是满带被电子充满，导带是空的，而禁带的宽度很窄，在一般情况下，由于满带上的电子不能进入导带，因此晶体不导电。

由于禁带宽度很窄，在一定条件下，使满带上的电子很容易跃迁到导带上去，使原来空的导带也充填部分电子，同时在满带上也留下空位，因此使导带与原来的满带均未充满电子，所以能导电。

能带理论也能很好地说明金属的共同物理性质。向金属施以外加电场时，导带中的电子便会在能带内向较高能级跃迁，并沿着外加电场方向通过晶格产生运动，这就说明了金属的导电性。

能带中的电子可以吸收光能，并且也能将吸收的能量又发射出来，这就说明了金属的光泽和金属是辐射能的优良反射体。电子也可以传输热能，表明金属有导热性。

给金属晶体施加应力时，由于在金属中电子是离域的，一个地方的金属键被破坏，在另一个地方又可以形成金属键，因此机械加工不会破坏金属结构，而仅能改变金属的外形，这也就是金属有延性、展性、可塑性等共同的机械加工性能的原因。金属原子对于形成能带所提供的不成对价电子越多，金属键就越强，反应在物理性质上熔点和沸点就越高，密度和硬度越大。

当然也正因为这样，所以没有使用金属键链接的纳米机器人只靠简单的活动机械链接之后所组成的材料，其硬度和强度自然是无法达标的，并且不仅仅如此，反而还会损失很大一部分原有金属的强度。

不过从钢铁侠在后来的一系列战甲之中就可以看出，相比较于坚固的战甲外壳，托尼还是更加喜欢能够适应多种环境的纳米战甲。

毕竟托尼的能量护盾被弄出来之后，但其实就对于战甲材料的强度要求也就没有那么高了。

不过其实刘秀在拥有了背心战甲之后，对于纳米战甲，刘秀的需求也并不是那么迫切了。

而让刘秀没有想到的是，米莉之前看到凯恩穿上背心式战甲飞行的场景之后，心里其实也是非常想要一套这样的战甲的，然而很是可惜刘秀并没有给米莉开口的机会就跑了。

(本章完)


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