十種已問世的未來材料

1、 據(jù)國外媒體報(bào)道，有時，在高技術(shù)的推動下，未來看上去好像會提前幾年到來。一旦出現(xiàn)在材料領(lǐng)域，這種技術(shù)飛躍的影響甚至更大，因?yàn)樾虏牧峡梢源蟠笸苿悠渌陬I(lǐng)域的發(fā)展，特氟隆便是一個完美的例證，但絕非唯一的一個。以下是讓我們今天的生活變得更豐富多彩的十種未來新材料十種未來新材料。伴隨著媒體的大肆鼓噪，杜邦神奇的耐熱、耐低溫材料特氟隆(Teflon)二戰(zhàn)后迅速成為外界關(guān)注的焦點(diǎn)。媒體對特氟隆不粘東西的特性不吝溢美之詞，并暗示特氟隆未來還可以做得更好。在他們眼中，還有什么事情是特氟隆所不能做到的嗎？特氟隆的喧囂早已散盡，但在極具發(fā)展前景的未來材料名單中，它仍然占據(jù)著一席之地，還將成為描述東山再起、政客陰謀

2、的新用詞。在涉及超導(dǎo)體問題上，薄是開發(fā)者們追求的終極目標(biāo)。導(dǎo)電體越薄就越能散熱對許多材料來說，這一點(diǎn)至關(guān)重要，因?yàn)槿绻訜岢^一定溫度，很多材料會失去超導(dǎo)狀態(tài)。薄還能提高材料的彈性，使薄薄的超導(dǎo)電膜成為數(shù)十種先進(jìn)高科技產(chǎn)品的主要成分。實(shí)用的超薄超導(dǎo)體曾經(jīng)被看作是代表未來的材料，它們只是在高科技的舞臺嶄露頭角。有人總是納悶人們?yōu)楹尾挥锰柲茈姵匕邃佋O(shè)房頂。如今，這種質(zhì)疑將不復(fù)存在，因?yàn)椤疤柲芪蓓敗本嚯x我們越來越近目前正處于測試階段。即便如此，這種技術(shù)變成現(xiàn)實(shí)仍需要一定時間。正如美國能源部西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室的發(fā)言人所言，“頗具彈性的太陽能電池板可以輕松與商業(yè)大樓和住宅的建筑風(fēng)格融為一體?！边@的

3、確是一個很酷的概念，現(xiàn)在就讓我們期盼這一天早日到來吧。D3O由英國工程師理查德帕爾默發(fā)明的材料，屬于“膨脹性泡沫”材料的類別，是由一種由“智能分子”組成（粘膠液和一種聚合物化合而成）的抗沖擊單一材料，可在不同的重力沖擊下呈現(xiàn)出來兩種機(jī)械似的狀態(tài)（堅(jiān)硬與柔軟）?！癲3O”是可吸收能量的創(chuàng)新性凝膠狀物質(zhì)，已應(yīng)用到衣服、鞋子和軍事裝備的制造中。d3O凝膠采用尖端納米技術(shù)研制而成，表面看上去非常像果凍，它可以被隨意擠壓成各種形狀。D3O材料在常態(tài)下保持松弛的狀態(tài)，柔軟而具有彈性，一旦遭到劇烈撞擊或擠壓的時候，分子間立刻相互鎖定，迅速收緊變硬從而消化外力，形成一層防護(hù)層，當(dāng)外力消失后，材料會回復(fù)到它最初

4、的松弛軟彈狀態(tài)。它可以在納米秒時內(nèi)在不同的沖擊情況作出不同的反應(yīng)。事實(shí)上，這是一種非牛頓流體物質(zhì)，它的黏度完全不同于牛頓物理模型中的液體，例如：水和汽油。正常情況下，d3O凝膠會保持松弛的狀態(tài)，一旦受到外力的高速劇烈撞擊時，分子將互相交錯并鎖在一起，變緊變硬，能將子彈或彈片的沖力減弱一半，進(jìn)而阻止它們穿透頭盔。美國滑雪隊(duì)使用了含有d3o凝膠材料的運(yùn)動裝備，由于滑雪隊(duì)員的沖刺速度往往達(dá)到每小時60英里，這種凝膠材料無疑可以為他們提供足夠的保護(hù)。由于D3O材料的這些特性，可以廣泛應(yīng)用于運(yùn)動裝備和戶外服裝上。使用它制成的護(hù)具相比于傳統(tǒng)的來說輕巧許多而且與防護(hù)部位貼合感很好又不影響人體運(yùn)動。它是能將自

5、由活動與碰撞打擊保護(hù)結(jié)合在一起的一種很理想的材料，也被稱為“軟鎧甲”。D3O材料的主要應(yīng)用于在運(yùn)動服裝護(hù)具，如滑雪服、摩托車服、自行車騎行服、水上運(yùn)動服等，以及警用、軍用防護(hù)裝備等。還有什么事情是碳所不能及的嗎？鉆石、巴克球、納米管、碳纖維均已展示了碳作為“第六元素”的力量和榮耀?，F(xiàn)在，石墨烯(Graphene)正在以另一種有用而獨(dú)特的方式延續(xù)碳的神奇。石墨烯是由單層碳原子構(gòu)成的二維晶體，也是目前世界上最薄的材料幾片放在一起的直徑只有一個原子大，令其看上去其實(shí)是透明的。有一天，石墨烯可能會在大多數(shù)電腦應(yīng)用中取代硅芯片和銅連接器(copper connector)，但其真正的潛力在于基于量的電子

6、設(shè)備，這種設(shè)備將來會使我們的電腦看上去就像是原始的蒸汽動力工具。所謂的“富勒烯”是由60到100個碳原子構(gòu)成的球形籠狀中空結(jié)構(gòu)分子，其結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格球頂類似，硬度則超過鉆石。之所以被稱之為“富勒烯”是為了紀(jì)念已故建筑界幻想家巴克明斯特富勒(Buckminster Fuller)?，F(xiàn)在，科學(xué)家已能夠?qū)⑵渌忧度氚突?，使其成為更為?qiáng)大的“載運(yùn)者”。隨著研究的進(jìn)一步深入，直接將納米強(qiáng)效藥送入體內(nèi)腫瘤將成為一種可能。隱形材料隱聲材料早在小魔法師哈里波特(Harry Potter)向我們炫耀他的隱身斗篷之前，我們就已經(jīng)被研制隱身斗篷的前景所深深吸引。圍繞隱形這概念，科學(xué)家已經(jīng)做了大量工作。從他們的努力中

7、，我們得到了一些暗示，真正意義上的隱形能夠成為一種可能。據(jù)悉，一支研究小組已經(jīng)讓隱形成為現(xiàn)實(shí)，但只能是在微波譜情況下。舉個例子來說，一碗被加熱的湯擺在你的面前，但你卻根本看不到它的蹤影。其它研究小組已成功讓可見光譜的確定部分變成不可見。我們要說的是，材料科學(xué)家應(yīng)繼續(xù)加油，世界正期待著你們?nèi)〉酶蟮耐黄??！昂總商健丙溈怂鬼f精明(Maxwell Smart)和局長大人談?wù)摳叨葯C(jī)密時使用的那個玻璃罩，更像是一件隱聲斗篷而不是一個無噪音靜錐區(qū)。有一次，一只蜜蜂飛進(jìn)了錐形罩，讀者還記得那個有趣的場景嗎？作為武器家族的一把利劍，潛艇需要盡可能地做到“悄無聲息”這四個字，就像影片太平洋潛艇戰(zhàn)所表現(xiàn)的那樣。

8、美國伊利諾斯大學(xué)香檳分校教授尼古拉斯范格(Nicholas Fang)研制了一種新型隔音材料，并給這種新材料取了一個非常具有科幻色彩的名字。據(jù)悉，這種新隔音材料能夠彎曲潛艇周圍的聲波，使敵方聲納無法探測到潛艇的存在。喝過裝在透明罐子（注意不是瓶子）里的可樂嗎？用過透明的錫箔紙包燉熟的肉嗎？對于這兩個問題，很多人一定會給出否定的答案。當(dāng)前每平方英寸(約合645.16平方毫米)透明鋁片的價格為10美元。如果價格下降，透明鋁的使用將變得更為普遍，程度上將超乎我們想象。氧化鋁是紅寶石和藍(lán)寶石的主要成分，工程師已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將這些寶石的硬度和半透明特性融入一種材料的方式。合而為一后形成的材料不但重量輕，同時也

9、擁有與金屬鋁一樣的柔軟性。德國亞琛的LiTraCon公司研發(fā)出一種與眾不同的透光混凝土。雖然無論如何也與“透明”二字掛不上鉤，但借助于植入內(nèi)部的數(shù)百個玻璃光導(dǎo)纖維，這種混凝土能夠讓光線從一端穿入而后再從另一端穿出。使用玻璃光導(dǎo)纖維意味著，即使是一面厚度達(dá)到60英尺(約合18米)的墻其發(fā)光性也與厚度僅1英尺(約合30厘米)的墻不相上下。乍聽起來，氣凝膠好像是專為俠盜羅賓漢準(zhǔn)備的，在與諾丁漢郡長爆發(fā)沖突前，他可以將氣凝膠用在自己的寶弓上。但實(shí)際情況是，這種材料已經(jīng)沒有那么多的科幻色彩。氣凝膠是一種泡沫玻璃，主要因其用途溫柔地捕獲“懷爾德2”號彗星發(fā)射的粒子而為人們所熟知。玻璃和氣凝膠均是基于硅的固

10、體，但后者固體所占比例只有0.02%，余下的均被空氣占據(jù)。氣凝膠的比重只有空氣的3倍，因此也有“凝霧”之稱。在吉尼斯世界紀(jì)錄大全中，氣凝膠這種神奇材料占據(jù)了15個“最”。氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，世界上密度第二小的固體。密度為3kg/每立方米。一般常見的氣凝膠為硅氣凝膠，其最早由美國科學(xué)工作者Kistler在1931年制得。氣凝膠的種類很多，有硅系，碳系，硫系，金屬氧化物系，金屬系等等。aerogel是個組合詞，此處aero是形容詞，表示飛行的，gel顯然是凝膠。字面意思是可以飛行的凝膠。任何物質(zhì)的gel只要可以經(jīng)干燥后除去內(nèi)部溶劑后，又可基本保持其形狀不變，且產(chǎn)物高孔隙率、低密度，則皆可以稱之為氣凝膠。氣凝膠因其半透明的色彩和超輕重量，有時也被稱為“固態(tài)煙”或“凍住的煙”。這種新材料看似脆弱不堪，其實(shí)非常堅(jiān)固耐用，最高能承受1400攝氏度的高溫。氣凝膠的