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百变大咖、刀枪不入、吐云吐雾，盘点三款改变世界的新材料

文章来源：贤集网更新时间：2023-12-11 14:35:07

新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材料和有特殊性质的功能材料。结构材料主要是利用它们的强度、韧性、硬度、弹性等机械性能，如新型陶瓷材料，非晶态合金（金属玻璃）等；功能材料主要是利用其所具有的电、光、声、磁、热等功能和物理效应。

新材料是人类生存的物质基础，每种新材料的出现和应用都将伴随着现代科学技术的巨大飞跃。从现代科技史上可以看出，每一项重大科技突破都在很大程度上取决于相应新材料的发展。因此，新材料是现代科技发展的基础，新材料技术被称为“发明之母”和“产业粮食”。

随着现代各领域前端技术的不断发展，新材料的发展进步对各领域的生产技术推动明显。数据显示，我国新材料产业市场规模由2016年的2.3万亿元增长至2019年的4.5万亿元，至2022年我国新材料产业市场规模已达8万亿元。未来，我国加快发展新一代信息技术、高端装备制造、新能源和新能源汽车等战略性新兴产业，实施国民经济和国防建设重大工程，需要新材料产业提供支撑和保障，为新材料产业发展提供了广阔的市场空间。

我们正在经历第四次工业革命，这是人类文明史上继蒸汽技术革命、电力技术革命、信息技术革命之后又一次重大飞跃，新计算技术、物联网技术、人工智能、先进材料、生物技术、空间技术等取得了空前快速的发展。其中材料科学的发展进步，深刻影响着我们的衣、食、住、用、行。

1、“刀枪不入”的碳纳米管

碳纳米管是由呈六边形排列的碳原子构成的一维纳米材料，它与金刚石、石墨、富勒烯（一种完全由碳组成的中空分）等一样同属于碳家族成员。这种由碳原子层卷曲而成的碳管，管壁厚度只有几纳米，管直径也只有几纳米至几十纳米，几万个并排起来才有人的一根头发丝粗。

碳纳米管号称“超级纤维”，它的密度仅为钢的1/6，但抗拉强度却是钢的100倍。用碳纳米管制成高强度碳纤维材料，再用这种材料生产出轻便且能“刀枪不入”的防弹背心，即使是武侠小说《射雕英雄传》中桃花岛的镇岛之宝“软猬甲”，也不能与之媲美。

碳纳米管因其独特的结构和物理化学性质，成为最有前景的新材料之一，在信息储存、电子器件、储能、航空航天等领域具有广泛的应用。

2、能够“呼吸”的贮氢合金

贮氢合金是在一定温度和压力下，能可逆地吸收和释放氢的合金。它仿佛能呼吸一样，可以吸入和呼出氢气。

因此，可以采用贮氢合金来储能，为航天器、潜艇、燃料电池汽车等提供动力。更重要的是，它储氢密度高、能源损耗低，且不需要庞大而笨重的钢制容器，使用、存储和运输都极为安全方便。

在未来的能源结构中，氢能是最具发展潜力的清洁能源之一，会“呼吸”的贮氢合金有望为人类“呼出”一个低碳环保、绿色亮丽的生态环境！

3、“百变大咖”的电致变色材料

电致变色材料在外电压驱动下，其光学属性能够发生可逆和持久稳固的变化，外观上则表现为颜色和透明度的可逆变化。究其原理，主要是透明导电层、电解质层、离子存储层等相互配合，实现变色功能。

在手机领域，人们就曾使用电致变色材料——只要轻轻敲击，即可实现手机外壳变色，还可以自定义颜色。在建筑方面，使用电致变色玻璃制成的窗户，能根据温度、日照自动调节颜色和透光度，可实时保护隐私，还能带来冬暖夏凉的效果。电致变色材料还可用于生产防眩目后视镜、飞机舷窗、汽车天窗等。

新成果层出不穷，新材料日新月异。在材料科学领域里，人类正在不断创造奇迹，未来也会创造出更多奇迹，让我们拭目以待！

文章来源：中国化工信息周刊，知识就是力量杂志

原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_537127.html
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