关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保未来能够持续报道关于塑造我们当今世界的发现和观点的具有影响力的故事。
从历史上看，碳纤维复合材料增强了飞机和航天飞机的机翼，构成了火箭鼻锥，并在美洲杯帆船赛中破浪前行。这些材料以其比钢铁更坚固的耐用性而闻名，最初的开发并非以高雅艺术为目的。但由这些材料制成的乐器具有许多优点：它们耐用、比木材更轻，并且对温度或湿度的变化不敏感。
这些品质，以及他的玻璃纤维霍比卡特帆船在破浪航行时均匀的音色，启发了业余水手和专业大提琴家路易斯·莱吉亚尝试新材料，以使脆弱的音乐会乐器更轻便、更耐用，同时又不损害音质。“我想要一些具有质量、投射力、音量和声音厚度的东西，”莱吉亚说，他于 1989 年开始在他位于马萨诸塞州米尔顿的地下室建造碳纤维乐器原型。“这是一个很难实现的组合。” 船厂老板和碳纤维专家史蒂夫·克拉克于 1995 年加入了他，他拥有位于罗德岛州朴茨茅斯的先锋帆船公司，共同致力于解决生产中的问题。到 2000 年，他们在米尔顿成立了一家名为 路易斯和克拉克 的公司，并开始制造小提琴、中提琴、低音提琴和其他管弦乐器。
这些乐器现在由罗德岛州布里斯托尔的 Clear Carbon & Components 的马特·邓纳姆制造，但莱吉亚会演奏每一件乐器以确保其质量。
这些乐器一直在缓慢但稳步地流行起来。该公司在 2007 年售出了 190 件碳纤维制品，是仅仅两年前 85 件销量的两倍多。（去年，销量下滑至 170 件，制造商将其归因于经济衰退，尽管今年的销量有所上升）。而且，碳纤维制品现在被大提琴家马友友和其他世界知名音乐家使用。一把路易斯和克拉克大提琴的售价为 7,139 美元，与斯特拉迪瓦里或瓜奈里家族制造的价值数百万美元的大提琴相比，简直是物美价廉。在 1 月 30 日于纽约市 卡尔霍恩学校 举行的“全碳纤维”音乐会上，21 位弦乐演奏家展示了莱吉亚的乐器。据《纽约时报》报道，马友友在奥巴马总统的就职典礼上演出时，曾考虑使用他的路易斯和克拉克大提琴。
赋予材料强度的碳纤维是由石墨制成的毡垫。这些毡垫分层放入模具中，并浸泡在由环氧树脂或不饱和聚酯制成的树脂中，树脂硬化后形成复合材料。“碳纤维本身[碳纤维]几乎没用，但树脂将它们粘合在一起，制成非常高刚性的材料，”位于纽瓦克的特拉华大学的聚合物化学家 理查德·伍尔 说。
虽然木材也是纤维素聚合物和纤维以及天然胶木质素的复合材料，但碳纤维复合材料甚至比最硬的木材还要坚固。复合材料乐器的最初原型对一些专业音乐家来说听起来“很乏味”，自 1986 年以来一直在巴黎音乐学院和法国国家科学研究中心 (CNRS) 制造和研究复合材料乐器声学的乐器制造商查尔斯·贝斯奈努说。他说，音乐家们听到的是声音消散方式的同质性。此后，贝斯奈努调整了复合材料的粘弹性（刚性和柔韧性的度量），使声音阻尼不再均匀，从而模仿了木材的响应。
路易斯和克拉克大提琴异常轻巧——比木制大提琴轻四分之一磅（0.6 公斤）——并且触感无缝光滑。编织碳纤维毡垫使乐器在近距离观察时呈现出蛇皮状表面。（在远处，表面看起来像是细条纹。）这种非传统的外观打破了长期以来的音乐传统。在他的研究中，贝斯奈努有时会将他的复合材料乐器覆盖上木饰面，以避免音乐家对黑色塑料的先入为主的观念。当他们对声音印象深刻时，音乐家会要求贝斯奈努证明覆盖的乐器是木材外衣下的复合材料。
莱吉亚说，他的乐器声音更饱满，在某些情况下需要轻柔的触感。大提琴家彼得·萨雄说，使用麦克风时声音“美妙绝伦”，他目前在曼哈顿林肯中心制作的《南太平洋》中每晚都演奏他的碳纤维大提琴。他补充说，乐池中掉落的乐谱架和麦克风架以及极端温度是现实生活中的职业危害，而一件耐用且并非价值连城的艺术品的乐器提供了额外的安心感。