十種已問世的未來材料

十種已問世的未來材料

------隱形與隱聲成為可能

據(jù)國外媒體報道，有時，在高技術的推動下，未來看上去好像會提前幾年到來。一旦出現(xiàn)在材料領域，這種技術飛躍的影響甚至更大，因為新材料可以大大推動其所在領域的發(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。1.特氟隆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)后迅速成為外界關注的焦點。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、政客陰謀的新用詞。2.超薄超導體在涉及超導體問題上，薄是開發(fā)者們追求的終極目標。導電體越薄就越能散熱——對許多材料來說，這一點至關重要，因為如果加熱超過一定溫度，很多材料會失去超導狀態(tài)。薄還能提高材料的彈性，使薄薄的超導電膜成為數(shù)十種先進高科技產品的主要成分。實用的超薄超導體曾經(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。3.太陽能房頂有人總是納悶人們?yōu)楹尾挥锰柲茈姵匕邃佋O房頂。如今，這種質疑將不復存在，因為“太陽能屋頂”距離我們越來越近——目前正處于測試階段。即便如此，這種技術變成現(xiàn)實仍需要一定時間。正如美國能源部西北太平洋國家實驗室的發(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格融為一體?！边@的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。4.d3O凝膠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)出來兩種機械似的狀態(tài)（堅硬與柔軟）?！癲3O”是可吸收能量的創(chuàng)新性凝膠狀物質，已應用到衣服、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，形成一層防護層，當外力消失后，材料會回復到它最初的松弛軟彈狀態(tài)。它可以在納米秒時內在不同的沖擊情況作出不同的反應。事實上，這是一種非牛頓流體物質，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，進而阻止它們穿透頭盔。美國滑雪隊使用了含有d3o凝膠材料的運動裝備，由于滑雪隊員的沖刺速度往往達到每小時60英里，這種凝膠材料無疑可以為他們提供足夠的保護。由于D3O材料的這些特性，可以廣泛應用于運動裝備和戶外服裝上。使用它制成的護具相比于傳統(tǒng)的來說輕巧許多而且與防護部位貼合感很好又不影響人體運動。它是能將自由活動與碰撞打擊保護結合在一起的一種很理想的材料，也被稱為“軟鎧甲”。D3O材料的主要應用于在運動服裝護具，如滑雪服、摩托車服、自行車騎行服、水上運動服等，以及警用、軍用防護裝備等。5.石墨烯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特的方式延續(xù)碳的神奇。石墨烯是由單層碳原子構成的二維晶體，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，令其看上去其實是透明的。有一天，石墨烯可能會在大多數(shù)電腦應用中取代硅芯片和銅連接器(copperconnector)，但其真正的潛力在于基于量的電子設備，這種設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。6.富勒烯

（巴基球）所謂的“富勒烯”是由60到100個碳原子構成的球形籠狀中空結構分子，其結構與網(wǎng)格球頂類似，硬度則超過鉆石。之所以被稱之為“富勒烯”是為了紀念已故建筑界幻想家巴克明斯特·富勒(BuckminsterFuller)。現(xiàn)在，科學家已能夠將其它原子嵌入巴基球，使其成為更為強大的“載運者”。隨著研究的進一步深入，直接將納米強效藥送入體內腫瘤將成為一種可能。7.隱形材料和隱聲材料隱形材料隱聲材料早在小魔法師哈里·波特(HarryPotter)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，科學家已經(jīng)做了大量工作。從他們的努力中，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，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，材料科學家應繼續(xù)加油，世界正期待著你們取得更大的突破。“糊涂偵探”麥克斯韋·精明(MaxwellSmart)和局長大人談論高度機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。美國伊利諾斯大學香檳分校教授尼古拉斯·范格(NicholasFang)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。8.透明材料喝過裝在透明罐子（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，同時也擁有與金屬鋁一樣的柔軟性。9.透光材料德國亞琛的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，但借助于植入內部的數(shù)百個玻璃光導纖維，這種混凝土能夠讓光線從一端穿入而后再從另一端穿出。使用玻璃光導纖維意味著，即使是一面厚度達到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。10.氣凝膠乍聽起來，氣凝膠好像是專為俠盜羅賓漢準備的，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。任何物質的gel只要可以經(jīng)干燥后除去內部溶劑后，又可基本保持其形狀不變，且產物高孔隙率、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，其實非常堅固耐用，最高能承受1400