十种已问世的未来材料

1、 据国外媒体报道，有时，在高技术的 推动下，未来看上去好像会提前几年 到来。 一旦出现在材料领域，这种技术飞跃 的影响甚至更大，因为新材料可以大 大推动其所在领域的发展，特氟隆便 是一个完美的例证，但绝非唯一的一 个。 以下是让我们今天的生活变得更丰富 多彩的十种未来新材料十种未来新材料。 伴随着媒体的大肆鼓噪，杜邦神奇的耐热、 耐低温材料特氟隆(Teflon)二战后迅速成为 外界关注的焦点。 媒体对特氟隆不粘东西的特性不吝溢美之词， 并暗示特氟隆未来还可以做得更好。 在他们眼中，还有什么事情是特氟隆所不能 做到的吗？ 特氟隆的喧嚣早已散尽，但在极具发展前景 的未来材料名单中，它仍然占据着一席

2、之地， 还将成为描述东山再起、政客阴谋的新用词。 在涉及超导体问题上，薄是开发者们追求的 终极目标。 导电体越薄就越能散热对许多材料来说， 这一点至关重要，因为如果加热超过一定温 度，很多材料会失去超导状态。 薄还能提高材料的弹性，使薄薄的超导电膜 成为数十种先进高科技产品的主要成分。 实用的超薄超导体曾经被看作是代表未来的 材料，它们只是在高科技的舞台崭露头角。 有人总是纳闷人们为何不用太阳能电池板铺 设房顶。 如今，这种质疑将不复存在，因为“太阳能 屋顶”距离我们越来越近目前正处于测试 阶段。 即便如此，这种技术变成现实仍需要一定时 间。 正如美国能源部西北太平洋国家实验室的发 言人所言，

3、“颇具弹性的太阳能电池板可以 轻松与商业大楼和住宅的建筑风格融为一 体。” 这的确是一个很酷的概念，现在就让我们期 盼这一天早日到来吧。 D3O由英国工程师理查德帕尔默发明的材 料，属于“膨胀性泡沫”材料的类别，是由 一种由“智能分子”组成（粘胶液和一种聚 合物化合而成）的抗冲击单一材料，可在不 同的重力冲击下呈现出来两种机械似的状态 （坚硬与柔软）。 “d3O”是可吸收能量的创新性凝胶状物质， 已应用到衣服、鞋子和军事装备的制造中。 d3O凝胶采用尖端纳米技术研制而成，表面 看上去非常像果冻，它可以被随意挤压成各 种形状。 D3O材料在常态下保持松弛的状态，柔软而 具有弹性，一旦遭到剧烈撞击

4、或挤压的时候， 分子间立刻相互锁定，迅速收紧变硬从而消 化外力，形成一层防护层，当外力消失后， 材料会回复到它最初的松弛软弹状态。它可 以在纳米秒时内在不同的冲击情况作出不同 的反应。 事实上，这是一种非牛顿流体物质，它的黏 度完全不同于牛顿物理模型中的液体，例如： 水和汽油。 正常情况下，d3O凝胶会保持松弛的状态， 一旦受到外力的高速剧烈撞击时，分子将互 相交错并锁在一起，变紧变硬，能将子弹或 弹片的冲力减弱一半，进而阻止它们穿透头 盔。 美国滑雪队使用了含有d3o凝胶材料的运动 装备，由于滑雪队员的冲刺速度往往达到每 小时60英里，这种凝胶材料无疑可以为他们 提供足够的保护。 由于D3O

5、材料的这些特性，可以广泛应用于运 动装备和户外服装上。 使用它制成的护具相比于传统的来说轻巧许多 而且与防护部位贴合感很好又不影响人体运动。 它是能将自由活动与碰撞打击保护结合在一起 的一种很理想的材料，也被称为“软铠甲”。 D3O材料的主要应用于在运动服装护具，如滑 雪服、摩托车服、自行车骑行服、水上运动服 等，以及警用、军用防护装备等。 还有什么事情是碳所不能及的吗？ 钻石、巴克球、纳米管、碳纤维均已展示了 碳作为“第六元素”的力量和荣耀。 现在，石墨烯(Graphene)正在以另一种有用 而独特的方式延续碳的神奇。 石墨烯是由单层碳原子构成的二维晶体，也 是目前世界上最薄的材料几片放在一

6、起 的直径只有一个原子大，令其看上去其实是 透明的。 有一天，石墨烯可能会在大多数电脑应用中 取代硅芯片和铜连接器(copper connector)， 但其真正的潜力在于基于量的电子设备，这 种设备将来会使我们的电脑看上去就像是原 始的蒸汽动力工具。 所谓的“富勒烯”是由60到100个碳原子构成的 球形笼状中空结构分子，其结构与网格球顶类 似，硬度则超过钻石。 之所以被称之为“富勒烯”是为了纪念已故建筑 界幻想家巴克明斯特富勒(Buckminster Fuller)。 现在，科学家已能够将其它原子嵌入巴基球， 使其成为更为强大的“载运者”。随着研究的进 一步深入，直接将纳米强效药送入体内肿瘤

7、将 成为一种可能。 隐形材料 隐声材料 早在小魔法师哈里波特(Harry Potter)向我们炫耀他 的隐身斗篷之前，我们就已经被研制隐身斗篷的前 景所深深吸引。围绕隐形这 概念，科学家已经做了大量工作。从他们的努力中， 我们得到了一些暗示，真正意义上的隐形能够成为 一种可能。 据悉，一支研究小组已经让隐形成为现实，但 只能是在微波谱情况下。 举个例子来说，一碗被加热的汤摆在你的面前， 但你却根本看不到它的踪影。其它研究小组已 成功让可见光谱的确定部分变成不可见。 我们要说的是，材料科学家应继续加油，世界 正期待着你们取得更大的突破。 “糊涂侦探”麦克斯韦精明(Maxwell Smart)和

8、局长大人谈论高度机密时使用的那个玻璃罩， 更像是一件隐声斗篷而不是一个无噪音静锥区。 有一次，一只蜜蜂飞进了锥形罩，读者还记得 那个有趣的场景吗？作为武器家族的一把利剑， 潜艇需要尽可能地做到“悄无声息”这四个字， 就像影片太平洋潜艇战所表现的那样。 美国伊利诺斯大学香槟分校教授尼古拉斯范 格(Nicholas Fang)研制了一种新型隔音材料， 并给这种新材料取了一个非常具有科幻色彩的 名字。 据悉，这种新隔音材料能够弯曲潜艇周围的声 波，使敌方声纳无法探测到潜艇的存在。 喝过装在透明罐子（注意不是瓶子）里的可 乐吗？用过透明的锡箔纸包炖熟的肉吗？ 对于这两个问题，很多人一定会给出否定的 答

9、案。 当前每平方英寸(约合645.16平方毫米)透明 铝片的价格为10美元。 如果价格下降，透明铝的使用将变得更为普 遍，程度上将超乎我们想象。氧化铝是红宝 石和蓝宝石的主要成分，工程师已经发现将 这些宝石的硬度和半透明特性融入一种材料 的方式。合而为一后形成的材料不但重量轻， 同时也拥有与金属铝一样的柔软性。 德国亚琛的LiTraCon公司研发出一种与众不 同的透光混凝土。 虽然无论如何也与“透明”二字挂不上钩，但 借助于植入内部的数百个玻璃光导纤维，这 种混凝土能够让光线从一端穿入而后再从另 一端穿出。 使用玻璃光导纤维意味着，即使是一面厚度 达到60英尺(约合18米)的墙其发光性也与厚

10、度仅1英尺(约合30厘米)的墙不相上下。 乍听起来，气凝胶好像是专为侠盗罗宾汉 准备的，在与诺丁汉郡长爆发冲突前，他 可以将气凝胶用在自己的宝弓上。但实际 情况是，这种材料已经没有那么多的科幻 色彩。 气凝胶是一种泡沫玻璃，主要因其用途 温柔地捕获“怀尔德2”号彗星发射的粒 子而为人们所熟知。 玻璃和气凝胶均是基于硅的固体，但后者 固体所占比例只有0.02%，余下的均被空气 占据。 气凝胶的比重只有空气的3倍，因此也有 “凝雾”之称。 在吉尼斯世界纪录大全中，气凝胶这 种神奇材料占据了15个“最”。 气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度第 二小的固体。密度为3kg/每立方米。 一般常见的气凝胶为硅气凝胶，其最早由美 国科学工作者Kistler在1931年制得。 气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系， 金属氧化物系，金属系等等。 aerogel是个组合词，此处aero是形容词， 表示飞行的，gel显然是凝胶。字面意思是 可以飞行的凝胶。 任何物质的gel只要可以经干燥后除去内部 溶剂后，又可基本保持其形状不变，且产物 高孔隙率、低密度，则皆可以称之为气凝胶。 气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量，有时 也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。 这种新材料看似脆弱不堪，其实非常坚固耐 用，最高能承受1400摄氏度的高温。 气凝胶