摘要 就像钢铁和塑料带动了制造业的革命,新发现的超级材料都具有非常迷人的性质,以及具备广泛的应用,它们将重塑未来。下面我们盘点一些最有前景的未来超级材料的性质和用途。【空气合金】&nbs
就像钢铁和塑料带动了制造业的革命,新发现的超级材料都具有非常迷人的性质,以及具备广泛的应用,它们将重塑未来。下面我们盘点一些最有前景的未来超级材料的性质和用途。【空气合金】
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用途:大规模建设、飞船、太空服以及火箭技术。(事实上,NASA已经研发出了一种超薄易弯曲的空气合金,在太空服和火箭技术上可以得到充分应用。)
【金属微格】
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用途:飞机结构、航空学和汽车业。
【热电材料】
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热电材料是一种能将电能与热能交互转换的材料,此种材料能够在足够的温差下产生电动势,达到以热生电的现象。热电材料可使废热能转换为电能,可能提高能源效率或作为一种替代能源。天然矿物质黝铜矿和方钴矿都可以作为热电材料,而且制造成本低廉。
用途:应用于航天器的能量转换,以及耗能较大的机器,比如汽车、冰箱和CPU散热器等。
【超材料】
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是一种尺寸小于光的波长的结构,被设计来散射光线。可以用来散射微波、无线电波和鲜为人知的T-射线。某些超材料具有负的折射率,因此可以利用这个特殊的光学性质制作“超级透镜”用来观察那些尺寸小于显微镜光波波长的材料的特征。
用途:隐形斗篷,医用的新T-射线扫描仪,相控阵光学技术可以完美的呈现全息图像。
【碳纳米管】
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是碳原子组成的长链,它们被在化学上称为最强的化学键sp2键连接在一起,甚至比组成钻石的sp3键都要强。碳纳米管拥有许多突出的物理性质,例如极高的拉伸强度和弹性电子传输(非常适合于电子学应用)。
用途:唯一能被用来建造太空电梯的材料。
【过渡金属硫化物】
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它们具有相当简单的二维结构。钼或钨等过渡金属原子的单排结构(上图黑色),夹在同样薄的硫或硒元素层(上图黄色)之间。过渡金属硫化物非常薄、透明和灵活,是极好的半导体。
用途:制作软性电子(可弯曲屏幕)、数字电路、量子通讯,以及能源储存。
【透明铝】
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在《星际旅行IV:抢救未来》中,斯考特将24世纪的“透明铝”技术带回了20世纪。现在该项技术或许要提早实现了。科学家并没有找到让金属铝变透明的方法,而是开发了一种能达到类似强度的透明铝基陶瓷。这种物质是一种氮氧化铝,硬度是钢铁的3倍多,石英镜片的4倍多,蓝宝石的85%。
用途:透明装甲(防弹玻璃)、红外圆顶(太空船/太空站)、摩天楼和驾驶舱。
【石墨烯】
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用途:从所有科技消费品,到生物工程,再到能量储存(超高效电池)。
【锡烯】
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锡烯是石墨烯的“表亲”,由单原子层的锡构成,它的边沿态在室温下可以实现量子自旋霍尔效应。锡烯在常温下能达到100%导电率的超级材料,同时也是一种拓扑绝缘体,在这种材料内,载荷子(如电子)无法到达材料的中心,只能在边缘自由移动。
用途:设计更快、更有效的微芯片。