卡普顿：悲剧历史中的奇迹素材

1998年9月一个温暖的夜晚，瑞士航空公司111航班遇到了大麻烦。驾驶舱天花板起火后，飞行员最初被烟雾弄瞎了眼睛，让他们不得不依靠仪器将飞机从纽约飞往日内瓦，紧急降落在加拿大新斯科舍省的哈利法克斯机场(Halifax Airport)。但是，在飞行员上方和后面肆虐的大火，其强度足以熔化飞行甲板的铝，一个接一个地烧毁了线束，切断了至关重要的飞行控制系统的电力。由于无法控制飞机，MD-11撞上了距离海岸约6英里的大西洋。229个灵魂全部失踪。

恢复和确认遇难者身份需要几个月的时间。大约350克的坠机事件将飞机摔成了200万块碎片，直到很久以后才会透露它们的秘密。但最终，问题被追溯到一系列故障，这些故障是由于新的飞行中娱乐系统的线路故障导致的，这些故障蔓延到驾驶舱，注定了飞机的灭亡。造成这些故障的一个因素是飞机线路上使用的绝缘类型，一些人指责这是问题的根本原因：太空时代的聚合物Kapton。

无论我们在哪里，我们都被电线包围着。一束束导线承载着信息和电力，而保护我们的是导体上的薄薄的绝缘皮。我们信任这些绝缘体，一般来说，我们的信念是有回报的。但就像任何其他工程系统一样，失败总是一种选择。当时，卡普顿还是一个相对较新的神奇聚合物，不幸的是，它有一个致命的弱点，可以将绝缘体变成导体，至少在111次航班上，它会引发一场大火，将飞机从空中击落。

电子爱好者一眼就能认出卡普顿。熟悉的丰富的琥珀色出现在如此多的设备中，从将笔记本电脑的显示器连接到主板的柔性PCB，到看似神奇的胶带，它可以承受焊接温度，或者排列在3D打印机的床身上，以获得更好的粘合力。卡普顿已经成为电子制造中不可或缺的材料。

与尼龙、特氟龙、凯夫拉、氯丁橡胶和其他几十种聚合物一样，卡普顿是特拉华州威尔明顿杜邦化学家的产品。Kapton是一种芳香族聚酰亚胺，具有优异的热性能和介电性能。它可以做其他塑料很少能做的事情，比如承受从几乎绝对零度到400°C的温度，形成薄膜并在一面镀铝，卡普顿作为包裹阿波罗月球着陆器下降阶段的金色绝缘毯提前而戏剧性地公开亮相。

没过多久，杜邦就发现了卡普顿的无数用途，到了20世纪70年代初，这种太空时代的材料被用来制造超薄、超轻的电线绝缘材料。航空航天公司很快就领会了这个想法；由于现代喷气式客机的布线长达数百公里，每根电线的重量减轻几克就意味着巨大的重量减轻，从而节省了燃料，增加了航程，增加了有效载荷。在对底线的担忧的推动下，卡普顿在20世纪70年代和80年代迅速进军客机和军用飞机，几乎出现在每一架主要飞机上。就连航天飞机也配备了这种东西。

但航空航天行业对卡普顿布线的喜爱很快就会恶化。早在20世纪80年代，美军就开始出现与电气短路有关的飞机起火和坠毁事件。研究表明，卡普顿绝缘体远不是每个人都希望的理想绝缘体--它往往会从最轻微的划痕中产生环状裂缝，暴露出内部的导体。卡普顿也很容易被湿气降解，在潮湿的环境或飞机上容易受潮的地方，如厨房和厕所，会加剧这个问题。

一旦绝缘受损，就会产生电弧，导致卡普顿烧焦。这会改变绝缘体的介电特性，使其变成导体。在某些情况下，这会导致断路器没有检测到的过载电路，因为是绝缘体承载的是过剩电流，而不是导体。其他时候，断路器会跳闸保护电路，但当工作人员重置断路器时，烧焦的绝缘体会起火，像保险丝一样燃烧，火焰沿着远离原始电弧的导线传播。

美国军方在20世纪80年代末封存了许多装备卡普顿的飞机。1999年，哥伦比亚号发射过程中的一次短路导致两台发动机控制计算机出现故障，美国国家航空航天局(NASA)停飞了整个航天飞机机队，以修复卡普顿绝缘故障。有人建议开发方法来测试航天飞机上的所有布线，但机队已经退役，卡普顿的布线仍然在原地。

波音公司一直使用卡普顿线路制造飞机，直到1992年；事实上，瑞士航空公司的MD-11是最后几架配备卡普顿线路的飞机之一。自那以后建造的飞机通常使用TKT，这是Kapton，上面有两层薄薄的聚四氟乙烯，以提供更好的抗机械磨损和水入侵。尽管如此，每天仍有数百架飞机起降，卡普顿绝缘线穿过每个角落和缝隙，其中一些几乎不可能到达进行检查。即使钢丝束是可以拿到的，检查归根结底也是手电筒和Mark I眼球，寻找可能潜伏的裂缝。

特色图像字幕：来自瑞士苏黎世的Aero Icarus(28AS-Swissair MD-11；HB-IWF@ZRH；14.07.1998)[CC BY-SA 2.0]，通过Wikimedia Commons