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六种最有前途的神奇材料

发布人:Admin  浏览次数:  发布日期:2014/7/10

【美国archdaily网站2014年5月24日报道】美国商业内幕(Business Insider)最近推选了六种最有前途的材料。虽然到目前为止,他们的潜在的应用仅仅是浮于表面的,但潜力是无限的。科学家们不断寻找更轻、更强、更节能的材料。以下这些材料将改变构建未来事物的方式。

超强、超薄的石墨烯材料

是什么:石墨烯是由纯碳组成的物质。碳院子以蜂窝模式排列成单塬子厚薄层。另一种认识石墨烯的方法是:每次我们用石墨铅笔写字,基本上是在使用多层石墨烯。

性能超越:石墨烯被称为“神奇”的材料,因为其厚度薄、强度高、柔性好、导电性好、几乎透明。其潜在的应用几乎是无限的。石墨烯获得2010年诺贝尔物理学奖,现在你甚至可以在厨房里制备这种令人惊叹的材料。

潜在用途:太阳能电池、触摸屏、液晶显示器、海水淡化技术、航空航天材料、更高效的晶体管、可以检测爆炸物的化学传感器等。

可使水滴反弹的超级防水材料

是什么:英国曼彻斯特大学开发出一种具有极其微小圆锥细胞结构的超斥水表面材料。该材料不同于其他防水材料之处在于它可以承受极端的温度、压力和湿度条件。

性能超越:这种材料制备的表面不仅不会潮湿,而且因为水滴在滚动过程中带走了泥土(模仿大自然的自洁特性),所以会保持清洁。这种材料可用于防止冰或海藻堆积,甚至可作为抗菌涂料。

潜在用途:船体、汽车零部件、医疗器械、汽车和飞机的挡风玻璃、汽轮发电机的涂料。

比泡沫聚苯乙烯泡沫轻75倍的航空石墨

是什么:德国汉堡大学的研究人员在2012年开发出航空石墨材料,其是由网络状的空心碳管制成。因为它是黑色,所以几乎可以完全吸收光线;在室温下稳定;能够导电。这种材料强度很高,但是却有很好的柔性。

性能超越:这种材料可以压缩到其正常大小的95%,然后无损伤的拉回到塬始形态。应力使这种材料强度更高。这是独特的,因为大多数轻质材料可以被压缩,但不能承受张力。这种材料还可以承受很大的振动,这意味着它可以用于飞机和卫星。

潜在应用:为电池电动汽车和自行车提供更轻的电源,更有效的空气和水净化系统,航空领域和卫星。

可以阻止高速运动物体的一种超薄材料

是什么:赖斯大学和麻省理工学院的研究人员研发出一种超薄材料,可以终止快速运动的物体如子弹。这种材料非常有利于能量的耗散,由橡胶层和玻璃态层交替组成,每层仅20纳米厚。这种材料的构建方法是在聚氨酯材料内快速投掷小玻璃珠从而形成复杂的内部结构。该材料不仅可以阻止子弹,也可以将子弹封在内部,让材料本身看起来好像没有受过损害一样。

性能超越:当受到冲击时,这种材料由固态融化为液体吸收能量,然后迅速变硬关闭入口通道。于是,该材料不会出现肉眼可见的损伤,而可以保持透明可见。这将是一个伟大的弹道挡风玻璃材料。

潜在应用:保护卫星免受流星和其他太空碎片的撞击,更强的喷气涡轮叶片,可为士兵和警察开发更强、更轻的盔甲。

活的细菌用于制造自修复混凝土

是什么:混凝土是一种流行的建筑材料,但容易开裂。冻盐里的水和氯化物可以渗透到已有裂缝,使裂缝扩大。随着时间流逝,这将成为一个危险(且昂贵)的问题。荷兰代尔夫特大学的科学家开发的自修复混凝土,在混凝土灌注之前混入活的细菌来封锁这些裂纹。

性能超越:当水进入裂缝,细菌被激活并生产出一种称为方解石的石灰岩,能够完全填满裂缝。研究人员目前仍在进行户外测试,检验这种混凝土是否可以投入实际使用。

潜在应用:人行道、建筑地基、其他建筑结构。

比水轻,但比某些钢还要强的类骨状蜂窝材料


是什么:卡尔斯鲁厄理工学院最近开发出一种蜂窝结构材料,其密度小于水,但强度和某些类型的钢可比。这种新型轻质材料的结构框架类似于半木质结构的房子,有水平、垂直和对角桁架。研究人员发现,45%-90%以上的空气含量,可以使这种材料非常轻,同时可承受超过46000磅每平方英寸的压力。

性能超越:尽管目前这种材料只能合成微米尺度的物体,但这是科学家首次创造出一个超过所有工程材料的比强度,但密度却低于1000千克/立方米的材料。

潜在应用:保温、减震器以及化工工业用过滤器。(中国航空工业发展研究中心 胡燕萍)

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