十种已问世的未来材料

十种已问世的未来材料

------隐形与隐声成为可能

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。1.特氟隆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，它仍然占据着一席之地，还将成为描述东山再起、政客阴谋的新用词。2.超薄超导体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。3.太阳能房顶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，“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。4.d3O凝胶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。5.石墨烯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(copperconnector)，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。6.富勒烯

（巴基球）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(BuckminsterFuller)。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将成为一种可能。7.隐形材料和隐声材料隐形材料隐声材料早在小魔法师哈里·波特(HarryPotter)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(MaxwellSmart)和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(NicholasFang)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。8.透明材料喝过装在透明罐子（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。9.透光材料德国亚琛的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度仅1英尺(约合30厘米)的墙不相上下。10.气凝胶乍听起来，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