新型材料：超出你想象

來自M78星云的奧特曼，全身上下都是高科技。他們生活在充滿宇宙輻射的光之國，所以衣服都是防輻射材料；他們的食物是光，所以肚子里很可能是光電轉(zhuǎn)換材料；他們的武器是各種各樣的激光，所以需要用到激光介質(zhì)材料。

那么，材料到底是什么呢？

通俗點(diǎn)說，材料就是一個(gè)工具或者物品是由什么“做的”。比如說，我們看書，書頁通常是一種纖維材料；我們使用手機(jī)，手機(jī)屏幕通常是一種玻璃材料；我們乘坐汽車，輪胎通常是一種橡膠材料……人類文明發(fā)展的歷史也是材料不斷更新?lián)Q代的歷史。

假如給每種材料制作一張名片，除了名字之外，最重要的就是這四個(gè)方面的信息：

①物質(zhì)和結(jié)構(gòu)；

②制造過程；

③性能；

④用途。

那么，如何準(zhǔn)確探知材料的物質(zhì)組成呢？我們用放大鏡觀察一件普通的衣服，就可以看到衣服的布料是由細(xì)絲束編織而成的；繼續(xù)放大觀察這些細(xì)絲束，就需要更“厲害”的放大鏡一一顯微鏡。借助各種各樣的顯微鏡，科學(xué)家甚至可以看到構(gòu)成材料的原子排列。

來看一看科學(xué)家在人類生活的各個(gè)方面都設(shè)計(jì)了什么新材料吧！

1．可降解塑料

降解，簡(jiǎn)單來說就是被自然界中的各種生物（比如細(xì)菌等微生物）吃掉并消化。因?yàn)樗芰想y以降解，所以多數(shù)的塑料袋都不環(huán)保。廢棄的塑料袋在海洋中漂浮，小海龜會(huì)把它們當(dāng)作水母吃進(jìn)肚子里，然后一直鬧肚子。科學(xué)家從玉米中提取了淀粉，做成了一種可降解塑料袋?？山到馑芰弦?yàn)槟鼙蛔匀唤缰械奈⑸锵纸?，所以比較環(huán)保。

2．飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片

飛機(jī)為什么能飛上天？發(fā)動(dòng)機(jī)就是它的“心臟”。然而，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒氣體溫度非常高，比沸騰的水還要高十幾倍！在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)里面工作的高溫合金葉片也熱得受不了，但陶瓷材料可以耐受這樣的高溫，還有著不錯(cuò)的隔熱效果。于是，科學(xué)家就在高溫合金的表面包裹了一層陶瓷的“熱障涂層”，給葉片“穿”上了隔絕熱氣的衣服，這樣葉片就能愉快地工作了。

3．芯片材料

是什么讓手機(jī)和電腦設(shè)計(jì)得越來越薄、網(wǎng)速越來越快？芯片就是手機(jī)和電腦的“腦子”o它們一般比手指甲蓋還小，里面劃分了非常多極為復(fù)雜的“小房子”。多個(gè)“小房子”連在一起分工合作，就能完成海量的計(jì)算工作。工程師設(shè)計(jì)出這些不同功能的“小房子”之后，再用非常精密的光束在硅片表面的光刻膠層上雕刻出它們的圖樣，所用的這種儀器叫光刻機(jī)。

4．超材料

哈利·波特的隱身衣在現(xiàn)實(shí)中存在嗎？我們都知道把一根筷子插進(jìn)盛滿水的玻璃杯里，從側(cè)面看起來，筷子就好像折斷了，這是因?yàn)樗压饩€給彎曲了。隱身衣的布料就像水一樣能彎曲光線，并且彎折效果特別好，光線來了直接繞過。可惜這種光學(xué)隱身材料還沒有造出來，科學(xué)家正在用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)它。此外，還有摸不到的力學(xué)隱身材料、隔絕聲音的聲學(xué)隱身材料以及隔絕溫度的熱學(xué)隱身材料正在研究，這些都屬于“超材料”。

5．碳纖維

一根絲線，比頭發(fā)細(xì)十幾倍，細(xì)到眼睛看不見，而且用比較大的力都拉不斷，比金屬還強(qiáng)韌，你會(huì)用它來干什么？我們將很多這種細(xì)絲緊密排列，與樹脂混合成型，就可以做成飛機(jī)、火箭、衛(wèi)星、汽車上的各種零件，還能做成球拍、自行車等體育用品，既輕便又耐沖擊。這種細(xì)絲線就是“堅(jiān)如磐石、韌如發(fā)絲”的碳纖維。

科學(xué)家設(shè)計(jì)出了很多超出想象的新材料，有些已經(jīng)投入使用，深刻改變了我們的生活，比如鋼化玻璃、發(fā)光二極管等；有些還在研制過程中，比如光學(xué)隱身材料、光子晶體等；更多的是在使用中不斷更新的材料，比如再生醫(yī)學(xué)修復(fù)材料、靶向載藥材料、光電催化材料等。每一種材料的更新?lián)Q代，都需要我們不斷發(fā)揮知識(shí)儲(chǔ)備、好奇心和創(chuàng)造力。