铰链是什么物理
前两天华为在深圳开了个技术交流会，不知道大家有没有关注。
这个会呢，主要就是对之前 P60 系列和华为Mate X3 没有讲到的技术细节做一个分享。
可能有些朋友会有疑惑：这不就是发布会以后的又一个 “ 小发布会 ” 嘛？有什么好说的？
诶～道理是这么个道理，但华为这次分享的内容还是很有东西的。
最重要的是，这个会解答了我的一个疑惑——之前给大家直播展示华为Mate X3 的时候，我们用水泡、用螺丝刀砸，它都安然无恙，当时我就在好奇它是怎么做到的。
在其他友商对自家技术细节闭口不谈的时候，这次华为直接把华为Mate X3 的技术 “ 老底 ” 全盘托出，内容之丰富令人咂舌。
尤其是通过一个个小点，很能看出华为的水准，所以我觉得这次必须写一篇文章跟大家说道说道，什么才是真正的技术狂魔。
首先，对于华为开的这个会，我听完的第一感受是：华为Mate X3 对各种创新材料的应用真的是达到了极致。
什么高饱和纳米晶、金刚铝、非牛顿流体、联合固化胶这些大家之前可能都没有听过的东西，华为这次全给整到了折叠屏上，这些材料的突破创新让华为Mate X3 实现了各种本不可能的奇迹。
我就拿华为Mate X3 屏幕里的黑科技非牛顿流体来说吧。
大家都知道，折叠屏的一大问题就是内屏比较脆弱，在一些突如其来的外力冲击下很容易被损坏。
如果按照一般的想法，大家可能会想：既然屏幕脆弱，那么我们想办法去增加屏幕保护层的硬度就好啦～
但这几乎是不可能实现的。。。
因为内屏是需要进行折叠的，满足了硬度，那么它的柔韧性就解决不了。
而华为想到的是用非牛顿流体材料（ 严谨一点的话应该是非牛顿流体里的 “ 膨胀性流体 ” ），来作为内屏的缓冲层，从而解决“怎么抗冲击”这个问题。
因为这种材料的特性，学术上的解释是，流体的粘度随剪切速率的增大而增大。
用人话来概括：遇强则强，遇柔则柔，吃软不吃硬的典型代表。
它在遇到比较大的瞬间冲击力时会变得像固体那样坚固，而当遇到比较柔和的外力时，它又会像液体那样表现出流动性。像我们熟知的水 + 淀粉就拥有这样的特性。
不过要将这种材料用到屏幕的内层上，并没有那么容易。
因为普通的非牛顿流体存在很多问题，比如它做薄了之后没有办法达到理想的强度，尤其是手机屏幕这种对厚度要求达到微米级的情况。
然后华为继续研究，发现拥有 “ 亿亿级超高动态化学键密度 ” 的材料可以满足要求。
简单来说，这种材料的特性跟普通非牛顿流体一样，都是遇强则强，遇柔则柔。
但它比常规非牛顿流体强的地方在于更加稳定，在做成微米级厚度的情况下，也能保证有可靠的抗冲击性能。
然而这种听起来有点神奇的新材料也没办法作为手机屏幕的缓冲材料使用，因为它存在着透光性不足、粘性差和易变形这三大问题。
为此，华为进行了大量的实验，最终找到了能够达到光学级的高透聚硅氧烷。
为什么用这种材料呢？
因为它是透明无色的，可以做成高透光材料。
像华为这次用的高透聚硅氧烷材料，透光率就达到了 92% ，可以做到不影响屏幕的显示效果。
不过相比找到这种材料，更难的是怎么把它 “ 固定 ” 在屏幕上。
这玩意儿有疏水性，没有办法用胶水来进行粘接——毕竟胶水也是水。。。
既然是非常规的材料，那华为就选择了一些不同寻常的办法来应对。
最后他们使用了硅烷偶联剂来把聚硅氧烷跟底层的 PET 材料牢牢地贴合在一起。
大家可以把硅烷偶联剂这玩意儿简单理解为 “ 不含水的胶水 ” ——它的粘接作用靠的是化学和物理作用，所以能用来粘聚硅氧烷和 PET 这些高分子材料。
但把聚硅氧烷固定在屏幕上还不够，因为在它的下面还有一层保护叠层。
要把保护层贴合在高透聚硅氧烷材料上面，又是一个难题。
于是华为想出了一个新的法子——它用等离子体喷射这个很多人没听说过的技术，在高透聚硅氧烷材料表面喷出一层亲水层，这样一来就可以用光学胶来进行粘接了。
该说不说华子这小子的脑瓜是真的灵活。。。
但大家觉得这样就大功告成了吗？
其实还没有呢～因为高透聚硅氧烷有一个问题，在长期受力以后容易发生形变。
大家想想，点按屏幕是我们日常使用手机最高频的操作了，如果连这关都过不去，那肯定是没办法用在屏幕上的。
对此，华为又给大家来了一点小小的化学震撼——整出了笼形结构聚硅氧烷。
关于笼形结构，大家只需要知道它是一种聚硅氧烷的纳米结构就可以了，这种结构的形状就跟它的名字一样像一个笼子，好处就是结构稳定，不容易收缩和变形。
不知道大家看完前面的这些东西有没有这种感觉，就是整个过程非常曲折。
但也正是因为曲折，才让我们看出了华为对于技术创新肯钻研的态度。
遇到问题肯钻研出新的材料和技术解决问题，这才让华为做出了适合用在折叠屏上的创新非牛顿流体材料。
也得益于这种材料的应用，华为Mate X3 内屏的抗冲击性能才变得这么强——能扛住螺丝刀这种硬物的冲击。
在创新这件事上，华为除了肯钻研之外，思路也非常灵活。
为什么这么说呢？
因为在华为给折叠屏做防水这件事上就体现出来了。
折叠屏因为有铰链这种机械结构的存在，所以要做到 “ 滴水不进 ” 非常难。
其他友商还是按照直板手机做防水的思路走，彻底杜绝水进入机身内部的可能，所以他们一直在死磕铰链的防水处理。
但铰链是需要有活动空间的，怎么可能完全堵死呢？
于是华为换了一种解题方法——让水进入机身内部，然后针对非器件区和器件区分别做不同的防水措施。
华为Mate X3 机身内部的非器件区域镀了一层纳米镀膜，让这块区域可以在进水的同时不沾水，这样一来水进到内部以后就不容易在内部留下来侵蚀机身材料。
由于器件区域不能进水，所以华为就选择用高性能点胶和柔性密封材料来把这块区域彻底密封。
有一说一，这个分区域防水的方案多少有点鬼才，不知道灵感是不是来自于船舶的水密隔舱设计——把船舱隔成多个互不相通的密封舱室，这样即便有一个舱室漏水，也不会影响到其他舱室。
如果说前面的事体现的是华为肯钻研、思路灵活的一面，那把机身做轻薄这件事则是体现了华为的另一面——追求极致。
对于轻薄，其他厂商的做法是：尽可能在能力范围内，整合供应链的技术，在做到极致轻薄的同时舍弃掉一些东西。
而华为为了做到兼顾极致轻薄和全能，在背后做了很多其他厂商很难做到的事情。
以结构设计为例。
传统仿真方案存在耗时长、精度不够的问题。
华为则是从优化创新仿真技术开始，做到了可以实时出仿真结果，比如工程师可以实时看到机身某处的加强筋应力，从而判断是否要去除此处的加强筋设计，通过这样来实现整机的极致减重。
再比如 Type-C 口这种看似简单的东西，华为也去做了创新，做到了之前供应链做不了的事情。
传统的 C 口结构会有一层金属外壳，用来增加结构的强度和固定接口，这个东西其实已经是属于行业标准化方案了，之前各家都不太想去动它——因为传统 C 口的金属外壳都是在一个工厂里做出来的，它的加工设备精度要求非常高。
华为为了做到极致轻薄，把传统 C 口的结构设计给改了，采用中框来代替原本金属外壳的作用，这对加工的精度提出了更高的要求。
而华为通过更好的设备和工艺，让加工的精度直接提升了一个数量级，最终解决了这个问题。
还有因为传统材料无法满足从根源上减重的要求，华为直接选择一头扎进材料学的 “ 汪洋大海 ” 里。
基于自身对于材料学的理解，不断实验优化，最终发现在传统铝合金中加入一种微颗粒之后，整个材料能够同时满足重量轻、抗跌落、抗弯曲的不可能三角，直接创新了一种叫做 “ 金刚铝 ” 的材料，从而实现电池仓的减重 5.4g 。
所以说，对于把折叠屏做轻薄、做强大这件事，华为真的就是抱着极致的态度来做的，供应链给不了的，我就自己研发创新。
可以看出，比起做组装厂，华为更想走的是技术研发这条看起来更难、但前途更宽广的路。
而我看完这次技术交流会的另一大感受就是：
在现在这个时代，很多厂商对于自己的技术避而不谈，藏的比什么都深，对人才对知识的防范到了令人发指的地步，生怕别人了解了之后去借鉴，被超越。
然而华为这次却反其道而行之，敞开了谈到很多对友商来说都是秘闻的技术知识，讲给媒体讲给大众听，主打的就是一个 “ 全盘托出 ” 。
在我看来，华为这个举动更是证明了，不怕别人去学、去抄。
正是因为研发投入的底蕴，让华为有信心去做好领先市场 2-5 年的技术探索，永远不怕新技术的枯竭。
因为大家众所周知的事情，这几年华为面临的处境确实有些窘困，但处境越困难，华为反而越加大对于技术研发的投入，用自研来破局。
而这次华为Mate X3 的亮相，真的在折叠屏上实现了轻薄、防水、耐用性、无线充电等等一系列 “ 不可能 ” ，给了如今折叠屏手机里最好的答案，这名誉实至名归。
可以这么说，即便道路充满荆棘，但华为也走出了其他友商望尘莫及的风光。
撰文：粿条 编辑：米罗&结界 封面：萱萱
图文、资料来源：
华为
ScienceMandotcom——ScienceMan Digital Lesson - Physics - Non-Newtonian Fluids
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