У меня есть несколько идей на этот счет.

Материалы существуют в Холодном режиме

Вещи, которые мы считаем твердыми при наших нормальных температурах, теряют любую эластичность и пластичность, прежде чем опуститься до 4 К.

А как насчет материалов, которые не могли бы существовать при нашей температуре? Как мы обнаружили при изучении жизни на основе кремния, для существования прямых аналогов органических молекул, использующих Si вместо C, потребуются криогенные температуры. Таким образом, может быть возможно разработать что-то, что имеет достаточную прочность соединения, чтобы скреплять вместе, но не слишком много, чтобы предотвратить любое движение, при 4 K . При значительно более высоких температурах молекулы разлетелись бы.

Это может быть справедливо как для эластичных (резиновых), так и для пластичных (металлических) материалов.

Материал выдерживает хрупкость

Материал может быть слишком хрупким, но все же может быть очень твердым. Если в микроструктуре нет дефектов, может оказаться, что ее вообще очень трудно расколоть, и любой скол, который вы сделаете, будет небольшим сколом (сила уменьшается только по мере его распространения). Таким образом, идеальный кристалл может быть просто идеальным с точки зрения прочности.

Существуют также композитные материалы. Если мы не можем объединить сильное и гибкое, потому что нет ничего гибкого, у вас по крайней мере все еще есть комбинация. Это по-прежнему будет обеспечивать эффект, при котором трещины не могут распространяться дальше разрыва одного волокна. Материальная граница будет мешать разрушающим силам и даже отражать силу.

Избежать хрупкого режима?

В связанном посте по физике обсуждается переход от пластичного к хрупкому.

Температурный вид карт времени и передачи информации. При высоких температурах частицы/дислокации перемещаются быстрее и легче, чем при более низких температурах. Таким образом, информация (напряжение, деформация и т. д.) проходит через образец. Появляется больше времени, чтобы передвигаться и передвигаться, пытаясь смягчить приложенный стресс или напряжение.

Итак... знаете ли вы, почему алмаз является лучшим теплопроводником, чем медь, хотя это и не металл? Фононы . Если бы информация о напряжениях могла переноситься волнами электронной плотности, которые усиливают фактические смещения атомов материала, можно было бы избежать сверххрупкого поведения.

Может быть, это и неправда, но это отличный взмах руки для неглупой истории, основанной на науке!

Изменение фазы

Вы когда-нибудь слышали о нитиноле ? Несколько лет назад сверхэластичный нитинол был в моде для изготовления оправ для очков и ремешков для часов.

Как твердый металл кажется резиновым ? Напряжение вызывает высокое давление, которое вызывает фазовый переход в меньший кристалл. Когда его отпускают, он возвращается к большей форме!

Таким образом, атомы не отрываются от своих позиций связи и, следовательно, не повреждаются. Внедрение этого свойства в материал с разрешением 4K может быть возможно не с простым сплавом, а со сложным материалом или даже с зернами, которые действуют как метаматериал.

Суперматериалы

Помните этот ответ ?

Такие низкие температуры делают возможными такие суперэффекты , как сверхпроводимость, поэтому, возможно, решение состоит в том, чтобы воспользоваться этим преимуществом. В моем «правдоподобном суперматериале» крошечные кусочки размером с минеральные зерна удерживаются на месте за счет закрепления потока, преодолевая обычную физическую прочность атомных связей и делая чрезмерное растяжение обратимым , а не повреждающим.

Температурный режим 4K упрощает достижение этой цели, учитывая современные знания. Вы можете получить пластичное поведение в масштабе отдельных зерен, заменив закрепление потока на нормальные атомные связи. Даже если у него нет футуристической способности возвращать блоки туда, где они должны быть, простая масса этого материала будет демонстрировать пластичное поведение металла при комнатной температуре, без накопления роста трещин или «деформационного упрочнения», даже так как отдельные зерна очень твердые и ломкие.

И это ответ, который я имел в виду, когда увидел ваш первоначальный комментарий по этому вопросу: спроектируйте объемные свойства, используя частицы обычной материи, и эффекты сверхпроводимости между ними, чтобы обойти ограничения в доступных атомных связях.

Во-первых, см.: https://physics.stackexchange.com/questions/130803/does-extreme-cold-make-everything-extremely-brittle

Подойдет нагретый теплопроводящий пластик, полимеры могут обладать огромным набором свойств, в том числе для криогенных применений. Они также имеют тенденцию превосходить металлы по плотности. Я ожидаю, что он все же будет более хрупким, чем обычный гидроцикл, но не разобьется, если вы попытаетесь повернуть.

Бонусные баллы: будет достаточно тепло, чтобы вскипятить гелий и создать эффект лейденфроста, который на самом деле будет (частично) более высоким трением, чем у гелия, но также защитит от капиллярного действия, покрывающего всю установку слоем гелия. Недостатком этого является то, что прием гелия будет намного сложнее, если большая часть вашего корабля должна находиться выше точки кипения гелия. Я думаю, это подходящее место для вызова еще одного сюжетного устройства MK4.

В любом случае водные мотоциклы во многом полагаются на сопротивление при управлении, поэтому вы будете скользить, как шайба в воздушном хоккее. Я рекомендую направленные струи для управления направлением.

Источник по пластмассам: https://www.curbellplastics.com/Research-Solutions/Industry-Solutions/Challenging-Environments/Plastics-for-Extreme-Temperature-Applications

Гибкость или, лучше сказать, упругость на атомном уровне обусловлена ​​способностью молекул, образующих материал, перемещаться вокруг своего положения без разрыва их связей. Это объясняет, почему пластиковые материалы (состоящие из длинных гибких спагетти-подобных цепочек атомов углерода) более гибкие, чем ионные кристаллы.

Когда вы понижаете температуру почти до 0 К (а жидкий гелий где-то рядом), вы в значительной степени прибиваете молекулы любого материала к их положению, и любое смещение приводит к разрыву связи между соседними молекулами.

Поэтому я боюсь, что ответ на ваш вопрос таков: ни один материал не может оставаться упругим в жидком гелии.

Это невозможно сделать

Согласно этому ответу , все становится хрупким при 0K.

В нем также говорится, что плотные материалы имеют тенденцию становиться очень прочными, и для их разрушения требуется большое усилие, однако плотный материал не поможет вам, поскольку вам придется строить что-то большее. Вам также потребуется сделать его еще больше, чтобы компенсировать тот факт, что плотность жидкого гелия составляет одну восьмую плотности воды.

На тот момент это не было бы похоже на гидроцикл, и, сказав, что я не думаю, что подводные лодки тоже будут работать, поскольку они, скорее всего, уйдут на дно.

Жидкий гелий также будет течь по гидроциклу и замораживать вас до смерти, а также замораживать все электрическое оборудование гидроцикла, в результате чего вы замерзаете посреди моря без возможности вернуться.

Короче говоря, не рискуйте в море гелия.