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【新奇特】大白萌化过程大揭秘，可爱是个技术活
编辑：jane2015-03-16 来源：知乎日报 浏览次数：822
大白是什么？为什么大家都在爱？
看过或是没看过《超能陆战队》，只要看到大白萌萌暖暖的照片，就会即刻产生想要拥抱的冲动，那神奇大白是如何诞生的呢？今天我们从技术的角度来看看大白的前世今生。
1、是否好奇大白这只充气娃娃是什么材料制造的？
电影里就一个单词：Vinyl
这个单词很简单，无论哪个翻译软件都会准确指出是“乙烯基”的意思，于是字幕组就乐呵呵的打上了“乙烯基”，虽一闪而过，不过很遗憾，翻译错误，duang：
实际上这是美国工业界对一种塑料的简称。其实想想也知道，那么活泼的乙烯基，又是乙烯又是基的，并不能在常态中稳定地存在，而只能在等离子体和有机化学机理鬼画符中存在，所以怎么可能会是这玩意儿做材料呢？
对了，其实Vinyl是简写，在它的前面还要加上poly这个前缀，代表是一种高聚物材料；但vinyl显然不是词尾，后面还有个词，但一般人不晓得，这个词是chloride，所以这个材料连起来就是polyvinyl chloride，简写您一定明白:PVC，大名鼎鼎的聚氯乙烯塑料。
美国的工业界也不知道打什么时候起，更喜欢用vinyl来简呼PVC。
PVC这种塑料非常奇特，编号是小三角形里一个3，不过生活中很少见到这个标记，此处再不厌其烦地贴个科普滥图（来源于网络）。这个图的编辑也够懒的，一个v字就打发PVC 了，跟美国人学的吧……
这么少见的塑料一定很酷炫吧，难怪用在大白身上，么，大白我爱死你了？
其实PVC这种塑料并不是什么酷炫的材料，而是普通到毛孔里了，之所以感觉少见，只是因为食品工业中比较忌讳使用PVC材料，其实PVC是第二大产量的通用塑料。所以，电影里大白其实和影院门口的模型一样的材料啊，摔！
好了，那到底为啥选vinyl？
PVC最大的特点就是可以掺增塑剂（塑化剂），通过增塑剂来调节塑料的柔韧性，当增塑剂的比例达到四成时，这种塑料可以变身为品质优异的橡胶，这便是上面说它奇特的原因；
又有人问了，为什么不直接用天然乳胶呢，那个多舒服吖？
好吧，我不太清楚舒服这个词是怎么个意思，但我想说的是，天然胶乳存在最大的问题就是可能引起过敏，而且欧美白色人种的过敏现象还极为严重，所以很多替代橡胶的材料都要明确给出含多少比例天然橡胶成分，只有达到很低的阈值才能明确写上不含天然橡胶，所以，天然乳胶在欧美圈子里真心不算什么好玩意，主角和大白一起玩的时候要是起了红疹子可就呵呵了。
2、说说大白装甲的一些故事
大白本身的皮肤只是韧性尚可，强度显然不够好，因此被戳得满身是窟窿，于是Hiro开始了升级设计。
在家庭装DIY小天堂里，Hiro噼里啪啦用电脑打出了一些模型，然后就见两个喷头开始快速工作，很快便完成了大白的装甲。
这个过程正是这几年热传的3D打印技术。
其实，目前实验室里真正的3D打印过程弱爆了，根本不可能像影片里那么快还那么精准，打一个10cm高的手办，如果精细一些，两个小时能完成的就是好机器了。
不过尽管如此，发展3D打印技术还是一件很有前途的事情，因为这种技术实现了真正意义的定制工业，很多金融机构热炒的工业4.0也都包括了3D打印的概念在内。
3D打印技术主要涉及三个板块的技术：硬件、软件和材料。普遍认为，硬件，也就是打印机是最难攻克的环节——不过真实的瓶颈其实是材料。
目前，能够广泛商用的3D打印线材主要还是ABS和PLA，也就是丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物和聚乳酸，其他的很多材料诸如铝合金、玻纤、生物细胞等，实验室均有报道，要成熟地工业化还有很长的路要走。
《超能陆战队》中3D打印用的是什么材料呢？碳纤维！
这十多年来，碳（单质）绝对是材料界最焦点的方向，从碳纳米管到碳纤维再到石墨烯，自诺贝尔奖以下的各种荣誉几乎拿遍了，所以这个谜底绝对又是吸引眼球的一项。
不过这并不是本片第一次给碳纤维做广告——当 Hiro 跟哥哥打听大白的骨架是不是钛合金时，得到的答案就是碳纤维。Hiro的第一反应是什么呢？更轻！
钛合金在无机材料中来说，几乎可以称之为逆天，相比于钢材，它拥有更高的强度，更好的耐腐蚀性，这还是建立在它的密度只有钢材 60% 左右的基础上。那么碳纤维呢，按照现有的实验室水平，超越钛合金的这些性能已经指日可待，而密度只是钛合金的三分之一左右。
比较遗憾的是，目前碳纤维的国产水平偏低，抑制了很多产业的发展。
所以这里不禁要吐槽一句，以碳纤维的密度来讲，大白绝不至于在有装甲时就沉，脱了装甲就能跟气垫船一样带着五个人游泳，所以汽车落车时，大白应该根本沉不下去，这也算是电影里的一个小bug了，不过为了剧情需要嘛——经 评论中@赵炳焜提示，大白在落水之前Hiro让他抓紧车，核查确实有这么个细节，这就能解释为何大白也会沉下去了，再加上 @毛豆 所说的原因，大白为了增加浮力而充气，就可以解释所有过程了，所以这个也不是bug，特此修正同时对制作组表示膜拜，在这个问题上确实无懈可击，所以这部电影真的很走心啊。
3、碳化钨球球的那些事
观影时曾以为还有一个漏洞，就是那个碳化钨球的问题——如果化学试剂导致了金属脆化，在短时间应该只是表面发生反应，为何整个球都爆了？
碳化钨的化学式非常霸气，叫WC，学名是Tungsten Carbide，也是一种名气很响的合金材料，密度高达15g/cm3；
Honey Lemon在Hiro发出感叹时说了一句话：足足400磅重。这不仅仅是闲言碎语，因为有了重量和密度，我们可以轻松获知，一颗400磅的碳化钨实心球大约只有篮球那么大，而不是像健身球一样可以用背来推动。
很显然，这个庞然大物应该是空心的。
那么这个空心球的球壁又是多厚呢？
目测球的直径在75cm左右，那么大致估算一下，球壁大约只有七八个毫米那样，有兴趣的童鞋可以给个精确数，懒得精算了。
所以，这么算来，脆化还是有可能的。
4、要不要瞪着大屏幕分辨一下枯草菌肽的化学式呢？
总算努力地找到了这幅截图，枯草杆菌抑或枯草菌肽。
不过，这一段不是为了掉书袋，而是为了回答问题——怎么评价这部电影？
因为，我也不知道枯草杆菌是个什么玩意儿，实在八不出什么新东西了，也有专业人士表示这应该叫杆菌肽云云，无所谓了。
从爆出来的这些与化学有关的技术就可以发现，这部电影的创作团队相当走心！
这部电影的技术点涵盖了物理、化学、智能机器人、能源和工程等领域，我们有理由相信，不仅在化学方面，这部电影在其他方面的背景科技体系应该也是非常完善——基于已有的现实科技进行的有限延伸。
很多动画电影，不科学几乎是传统，想象力远远大过现实。
就这部电影而言，脑洞开得也是相当大，不说主线的微型机器人与大白的人工智能，就说化学方面的技术，比如评论中有人批评的那样，从没见过3D打印碳纤维的——但，这并不能说3D打印碳纤维不科学。事实上，尝试用3D打印技术来玩碳纤维的极客们太多了。什么，各向异性在原理上不能突破？不过极客们想的是，去他小饼干的原理，原理不过是人类自己对自己的限定。目前，碳纤维的伪3D打印技术据说已经有人搞定，其实就是把碳纤维粉末给凑到了一块儿，确实除了炒概念没什么用，但包括碳纤维在内的高大上材料用于 3D 打印的前景还是非常乐观。所以，电影里那些神乎其神的技能离我们并不远，高于现实的那部分正是现代科技努力的方向。
综合来说，这部电影中违反科学的内容并不多，就像上面图中的枯草杆菌一样，连分子式都给搬了上来——这个工作本身并不难，找个图片拷过来就行，但问题是，主创人员至少需要核实这种药物的信息吧？至少要找人确认一下分子式写得对不对吧（是正确的）？不这么做，完全也可以胡编乱造一通搞个什么千年老人参包治百病的那种，连名称也语焉不详，显得更加高大上，反正不影响剧情又有几个人会在意呢？
流水线式的电影生产，要想在剧情上有特别大的创新，意味着极大的风险，老套而又经典的故事梗概至少可以保证一定的客源，所以这部片子从开头基本就能猜出结尾并不奇怪，不过是一部教科书式的英雄团队勇斗大boss传统模式。
所以，迪斯尼选择在故事以外的细节上做了很多工作。萌萌的大白自然可以俘获女孩纸们的心，当大白身体发出红光代表可以取暖时，电影院里一阵尖叫，而大拳击套弹射出去时影院里又是一阵沉默。但我们这些食古不化被迫陪着老婆看充气娃娃打小怪兽的理工男们该怎么办？抱着爆米花戴着3D眼镜睡觉吗？迪斯尼说，这次给你们吐槽的机会！所以，《超能陆战队》何尝不是一部好电影？
（文章摘自：知乎日报）
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