Captain America's skydda är känd för att absorbera enorma mängder kinetisk energi, från ett artillerihölje till ett slag från Hulken - och håller Cap inte bara säker utan också på fötterna. Vad händer här?
Det är svårt att förklara hur skölden fungerar, delvis för att den beter sig annorlunda under olika omständigheter. Ibland kastas skölden och inbäddas i en vägg; men ibland studsar den av väggarna och ricochetter vildt. Ibland verkar skölden lätt absorbera enorm kraft; men ibland skadas det av attackerna från Cap: s mest kraftfulla fiender.
Ur vetenskapligt perspektiv är det dock viktigt att komma ihåg att vi pratar om termodynamikens första lag, säger Suveen Mathaudhu , en programansvarig i avdelningen för materialvetenskap vid US Army Research Office, adjungerad professor i materialvetenskap vid NC State University och hardcore comics fan. Energi bevaras. Det försvinner inte, det ändrar bara form.
När enorm energi, som ett slag från Thor's hammare , slår Caps sköld, att energin behöver gå någonstans.
Normalt måste den energin antingen lagras eller omvandlas till värme eller ljud. Men serietidningsläsare och filmbesökare vet att Caps sköld vanligtvis inte avger värmevågor eller brusande skrik Hämnarna trots film).
Den frånvaron av värme och ljud betyder att energin måste absorberas på något sätt; atombindningarna i skölden - som är gjord av vibranium - måste kunna lagra den energin i någon form, säger Mathaudhu.
Till exempel, i serierna, inte mindre en auktoritet än Molecule Man antyder att något med sköldens molekylära struktur är konstigast av dem alla. Baserat på sina observationer konstaterar Mathaudhu att skölden i huvudsak fungerar som ett batteri. (När allt kommer omkring upptäcker den elementära kraftkällan Tony Stark i Iron Man 2 är också vibranium .)
Men skölden verkar också kunna fungera som en kondensator , kan hantera stora mängder energi mycket snabbt. (Förenklad förklaring: kondensatorer - som blixten på din smartphone - absorberar och släpper snabbt energi; batterier - som, ja, batterier - absorberar och släpper energi vid kontrollerade hastigheter.)
Detta betyder att Cap's sköld är en superkondensator (kanske monteras vibraniumatomer i likhet med grafen?), kan fungera som en hybrid av ett batteri och en kondensator.
Men hur frigör skölden all den lagrade energin som den har sparat?
Om energin lagras i bindningarna mellan sköldens atomer kan det förklara variationen i sköldens fysiska egenskaper, säger Mathaudhu.
hobbiten en oväntad resa som slutar
Till exempel förklarar kanske dess superkondensatorliknande natur var skölden får den energi den behöver för att ricochetera av flera ytor innan den återvänder till Cap's hand (som det gör så ofta i serierna) - eller hur skölden kan släppa loss tillräckligt med kraft i ett slag för att skära i vintersoldatens superstarka bioniska arm (som ses i den senaste Captain American-filmen).
En del av det är naturligtvis Caps styrka, men själva skölden verkar spela en roll.
Kan små små atomer verkligen innehålla den typen av energi? Det är viktigt att komma ihåg hur mycket energi ingår i atombindningar: både atombomben och konventionella kärnenergianläggningar drivs av atomerna splittras. [ Notera: Kommentator St. Chris fick ett misstag här - jag sammanflätade atombindningar med kärnkraftsbindningar. Mycket olika. Hans kommentar är här .]
Och vi är alla bekanta med verkliga exempel på teknik som omvandlar kinetisk energi till lagrad energi, som svänghjulet och generatortekniken som använder friktionen från att trampa på bromsarna i en Prius för att ladda bilens batterier.
Som så ofta är fallet i serier finns det en kärna av vetenskaplig sanning här - Cap's sköld tar det bara ett steg längre.
Denna artikel publicerades ursprungligen på NC State University Sammanfattningen under namnet Varför Captain America's Shield i grund och botten är en Star-Spangled Supercapacitor och omplaceras med tillstånd .
- Så här ser vetenskapen ut i NC-staten: Ann Ross
- Så här ser vetenskapen ut i NC-staten: Doreen McVeigh
- Så här ser vetenskapen ut i NC-staten: Lynsey Romo
Följer du The Mary Sue on Twitter , Facebook , Tumblr , Pinterest , & Google + ?
