如果說鋼鐵、水泥是傳(chuan) 統產(chan) 業(ye) 的重要基礎,那麽(me) 新材料就是發展戰略性新興(xing) 產(chan) 業(ye) 的基石。新材料在技術上的突破,往往會(hui) 引起一些劃時代的產(chan) 業(ye) 革命。比如上世紀60年代,高純矽半導體(ti) 材料的出現,使大規模集成電路得以實現,人類從(cong) 此進入了電子化信息時代。
zui近,科學家們(men) 研發出了一大波堪稱黑科技的新材料——zui黑材料、變形材料、隱身鬥篷、動態晶體(ti) ……它們(men) 的出現有怎樣的重大意義(yi) ?將引發怎樣的變革?讓我們(men) 一起來看看吧:
1 世界zui黑材料:可吸收99.8%的光線
據研究人員稱,這種名叫VantablackS-VIS的材料能夠吸收幾乎所有入射光(99.8%),從(cong) 而讓精密的光學儀(yi) 器得以發揮*性能。
Vantablack S-VIS在研發中使用了一種碳納米管混合物。使用噴霧前後要執行很多步驟,才能達到超低反射率的效果。改良後的版本將在更多領域得到使用,如在航天領域。它可以覆蓋在更大、更複雜的形狀和結構表麵。在噴塗該產(chan) 品之後,這款黑色的塗料能讓3維立體(ti) 的物體(ti) 看上去像一個(ge) 2維平麵的、黑色的洞,讓你根本看不清其表麵的細節。
但噴霧不能用於(yu) 會(hui) 發生直接接觸或擦碰的地方,並且隻能用在能承受100攝氏度高溫的固定表麵上。
2 神秘材料:能隨時改變形狀、大小、硬度
科學家近日研製出了一種能夠改變形狀和大小的新型材料。該材料由若幹個(ge) 單獨的模塊構成,每個(ge) 模塊包含6個(ge) 開口的正方體(ti) ,在氣動傳(chuan) 輸器的作用下進行變形。效果可參看動圖。
在它形狀改變的同時,硬度也會(hui) 發生改變。研究人員稱,這為(wei) 該材料在長度、寬度和高度之外,又增加了一種維度。這意味著它可以用來製造一種*的材料,處於(yu) 某個(ge) 形狀時容易變形,處於(yu) 另一個(ge) 形狀時則堅硬無比。
3 超材料蒙皮:隱身鬥篷
近日美國愛荷華州立大學的研究人員研發了一種柔性、可伸縮的超材料蒙皮(Meta-skin),這種超材料由多排鑲嵌在矽膠片上的镓銦錫合金環形諧振器組成,具有導電能力,能控製電流通過。據稱改材料能夠幫助物體(ti) 躲過雷達的偵(zhen) 察,並有望被用來製作隱形鬥篷。
該課題組研究人員指出,與(yu) 目前傳(chuan) 統的隱身技術隻能吸收某一狹窄頻段的電磁波不同,“超材料蒙皮”可通過拉伸,使其中的環形諧振器隨之變形,從(cong) 而變化吸收的雷達波頻率,因此其具有吸收所有頻段雷達波的潛力,效果就像一塊“雷達波海綿”一樣。
研究人員承認,要為(wei) 隱形轟炸機披上“隱身鬥篷”,使飛機從(cong) 肉眼前消失,還需要等待納米技術的進一步發展。但課題組相信,他們(men) 的技術可使這一夢想變成現實。
4 可調節透明度的窗玻璃
美國哈佛大學研究人員日前開發出一種新工藝,隻需輕調電壓,就能迅速改變窗玻璃的透明度。
據報告稱,他們(men) 開發的新型可調窗玻璃中間是一層玻璃或者塑料材料,兩(liang) 側(ce) 覆蓋了透明、柔軟的彈性體(ti) ,彈性體(ti) 上又噴了銀納米線塗層。銀納米線塗層尺度很小,不會(hui) 散射照射其上的光線。但是,當施加一個(ge) 外部電壓時,情況就發生了變化。
在外加電壓的作用下,兩(liang) 側(ce) 的銀納米線獲得能量向彼此運動,從(cong) 而對彈性體(ti) 擠壓導致其變形。由於(yu) 銀納米線在表麵的分布不均勻,所以彈性體(ti) 也呈不均勻變形。這導致表麵粗糙,散射光線,玻璃就會(hui) 變得模糊。
研究人員介紹說,關(guan) 鍵一點是,整個(ge) 變化過程發生在不到一秒鍾的時間內(nei) 。此外,他們(men) 還發現,彈性體(ti) 表麵的粗糙程度與(yu) 外加電壓相關(guan) 。電壓值越高,表麵就會(hui) 變得越粗糙,玻璃也就越模糊。
此前基於(yu) 化學反應的可調玻璃,利用的是基於(yu) 真空沉積的鍍膜方法,成本高且工藝複雜。哈佛研究負責人戴維·克拉克說,他們(men) 研發的這一新工藝實質上是一種物理變化,因此整個(ge) 過程更加簡單,成本也更低,更有可能實現商業(ye) 量產(chan) 。比如銀納米線塗層可以直接噴塗或者粘貼到彈性體(ti) 上,適宜應用到大型建築的玻璃上。
研究人員下一步將嚐試使用更薄的彈性體(ti) ,這樣隻需要更低的電壓就可以調節透明度。
5 新型電池:利用熱電波發電,無毒、便攜
現代生活中電池設備無處不在,從(cong) 智能手機和電腦到電動汽車,這些電池大多是由有毒物質如鋰(鋰難以處理,供應有限)製造的。如今,麻省理工大學的研究人員提出了利用熱、不使用金屬或有毒物質的替代發電係統。
這種新方法基於(yu) 一項發現:碳納米管在從(cong) 一端到另一端漸進地加熱時,可以產(chan) 生電流。例如,在碳納米管上鍍一層可燃燒材料,然後從(cong) 一端點燃它,讓它像保險絲(si) 一樣燃燒。
這一現象是由麻省理工大學化學工程係的“卡本•杜布斯”榮譽教授邁克爾•斯特拉諾,及同事在2010年發現的。現在,斯特拉諾和他的團隊使這一過程的效率增加了不止一千倍,並已生產(chan) 出設備,可以輸出電量,產(chan) 生的電量與(yu) 今天的同重量級的電池相當。
斯特拉諾表示,效率的提高,使得這一技術從(cong) 實驗室的好奇,步入到其他便攜式能源技術(例如如鋰離子電池或燃料電池)可以攻克的範圍內(nei) 。而鋰材料如果被暴露於(yu) 外界空氣極易燃燒,而這一技術使用的材料更為(wei) 安全並且可再生。
壓電材料d33測量儀(yi) 目前市場上有ZJ-3型d33測量儀(yi) ,ZJ-5型積層壓電測試儀(yi) ,ZJ-6型準靜態d33/d31/d15壓電係統測試儀(yi)