改變世界的新材料

張壽春

我們正在經歷第四次工業革命，這是人類文明史上繼蒸汽技術革命、電力技術革命、信息技術革命之后又一次重大飛躍，新計算技術、物聯網技術、人工智能、先進材料、生物技術、空間技術等取得了空前快速的發展。其中材料科學的發展進步，深刻影響著我們的衣、食、住、用、行。

“刀槍不入”的? 碳納米管

碳納米管是由呈六邊形排列的碳原子構成的一維納米材料，它與金剛石、石墨、富勒烯（一種完全由碳組成的中空分）等一樣同屬于碳家族成員。這種由碳原子層卷曲而成的碳管，管壁厚度只有幾納米，管直徑也只有幾納米至幾十納米，幾萬個并排起來才有人的一根頭發絲粗。

碳納米管號稱“超級纖維”，它的密度僅為鋼的1/6，但抗拉強度卻是鋼的100倍。用碳納米管制成高強度碳纖維材料，再用這種材料生產出輕便且能“刀槍不入”的防彈背心，即使是武俠小說《射雕英雄傳》中桃花島的鎮島之寶“軟猬甲”，也不能與之媲美。

碳納米管因其獨特的結構和物理化學性質，成為最有前景的新材料之一，在信息儲存、電子器件、儲能、航空航天等領域具有廣泛的應用。

?用碳纖維材料生產的高強度輕量化車身?杭州亞運會電競類比賽主場館，屋頂的電致變色玻璃天窗可通過感應室外溫度，自動調節進入室內的熱輻射量

能夠“呼吸”的? ?貯氫合金

貯氫合金是在一定溫度和壓力下，能可逆地吸收和釋放氫的合金。它仿佛能呼吸一樣，可以吸入和呼出氫氣。

因此，可以采用貯氫合金來儲能，為航天器、潛艇、燃料電池汽車等提供動力。更重要的是，它儲氫密度高、能源損耗低，且不需要龐大而笨重的鋼制容器，使用、存儲和運輸都極為安全方便。

在未來的能源結構中，氫能是最具發展潛力的清潔能源之一，會“呼吸”的貯氫合金有望為人類“呼出”一個低碳環保、綠色亮麗的生態環境！

“百變大咖”的? ?電致變色材料

電致變色材料在外電壓驅動下，其光學屬性能夠發生可逆和持久穩固的變化，外觀上則表現為顏色和透明度的可逆變化。究其原理，主要是透明導電層、電解質層、離子存儲層等相互配合，實現變色功能。

在手機領域，人們就曾使用電致變色材料——只要輕輕敲擊，即可實現手機外殼變色，還可以自定義顏色。在建筑方面，使用電致變色玻璃制成的窗戶，能根據溫度、日照自動調節顏色和透光度，可實時保護隱私，還能帶來冬暖夏涼的效果。電致變色材料還可用于生產防眩目后視鏡、飛機舷窗、汽車天窗等。

新成果層出不窮，新材料日新月異。在材料科學領域里，人類正在不斷創造奇跡，未來也會創造出更多奇跡，讓我們拭目以待！

（責任編輯 / 高琳? 美術編輯 / 周游）