材料學：嚴肅但有趣，變幻美妙新世界

郭楊武

“你是學材料的？可以幫我給手機貼個膜嗎？”相信很多學材料學專業(yè)的小伙伴都遇到過這樣尷尬的狀況。俗話說，隔行如隔山，一談到學材料學專業(yè)的人，大多數(shù)人都會聯(lián)想到他們整天穿著白大褂，滿腦子都是材料的合成與性質(zhì)，手邊則放著瓶瓶罐罐，一天到晚都待在實驗室。這樣無趣的形象讓很多人對材料學專業(yè)望而卻步，但是當你真正學習并喜歡上該專業(yè)的時候，你會發(fā)現(xiàn)材料學的世界竟然如此多彩繽紛。

那么什么是材料學？材料學就是研究材料的制備或加工工藝、材料結構與材料性能三者之間的相互關系的科學。該專業(yè)涉及的理論包括固體物理學、材料化學，與電子工程結合則衍生出電子材料學，與機械結合則衍生出結構材料學，與生物學結合則衍生出生物材料學等。從物理化學屬性來分，該專業(yè)可分為無機物材料學（金屬材料、無機非金屬材料）、有機物材料學和不同類型材料所組成的復合材料學。

科學是嚴肅的，但也充滿了樂趣。比如，你心目中的女神要過生日了，送她什么禮物好呢？施華洛世奇的飾品最符合女神的氣質(zhì)了！施華洛世奇是人工水晶，不是純天然的，屬于高級玻璃的一種。在玻璃中加入Pb（鉛）會增加折射系數(shù)，提高白度，使得它看起來更接近水晶。雖然施華洛世奇是玻璃水晶，但是其高貴優(yōu)雅的工藝和設計足以成為人與人之間心靈溝通的橋梁，它的意義就在于連接著所有向往美好與快樂的心靈。

學習材料學專業(yè)有什么有趣的事呢？這要從我的本科時期說起。有一天，一位學法律的女生不小心打開了我的有機課筆記，然后她瞬間石化了，因為她看到了這個：小明根據(jù)苯環(huán)結構提出了一個定律，問：碳碳鍵鍵能能否否定定律一？從此以后，我的這位學法律的朋友再也沒有翻過我的專業(yè)課筆記。其實，不光是我們邊學邊玩得很歡樂，有一位科學家也頗有情趣，上演了一出有機界的“左手右手一個慢動作”。

美國萊斯大學的化學家Tour教授發(fā)表的一篇名為《人形分子的合成》的文章使他名聲大噪，文中出現(xiàn)了幾對手舞足蹈，跳著拉丁舞的“男女”分子表達式。該分子式形象之生動，構思之巧妙，壓倒了論文內(nèi)容的本身，讓人拍案叫絕。這種被稱為“納米莆田”的人形分子最大的特征就是分子結構看起來酷似人的形象，這不禁讓人們聯(lián)想到《格列佛游記》中描寫的小人國居民。

那天，當我正沉浸在有機世界的奧妙中時，舍友進來看了看我養(yǎng)的天氣瓶后說：“這些東西有什么用啊？能追妹子嗎？”我無奈地搖搖頭。由于所學專業(yè)的不同，我的這位舍友完全不懂我的世界。我養(yǎng)的這個天氣瓶會隨著氣溫、濕度的變化而形成羽毛、葉子般的結晶。這幾天臺風要來，天氣瓶里長出了許多漂亮的“羽毛”，甚是好看。你也想養(yǎng)一個天氣瓶嗎？這并不難，往密封的玻璃瓶注入蒸餾水、酒精、硝酸鉀、樟腦等混合液，這種液體會隨著天氣的變化改變面貌，它普遍用于19世紀的航海。經(jīng)現(xiàn)代研究證實，溫度是影響瓶內(nèi)結晶型態(tài)的最主要因素，但并沒有明顯的預示天氣的能力，所以天氣瓶更趨向于一種裝飾品。

我們最后再來看看材料學研究出的“高大上”成果：由液態(tài)金屬打印機打印并制作的柔性電路板及帶光電功能的圣誕電子賀卡。看看這種柔性的電路板，再想想現(xiàn)在你手機里和電腦里的傳統(tǒng)電路板，你是不是忽然有一種走在下一代科技前沿的感覺呢？

此次實用化全自動液態(tài)金屬打印機的成功研制，開啟了全新的電子電路制造模式。相應技術易于普及到家庭、辦公室、學校、工廠乃至工業(yè)設計、藝術探索、文化創(chuàng)意等應用領域，是極具普適性和基礎性的電子制造工具。