關注｜一大波新材料來襲：最黑材料、變形材料、隱身斗篷

如果說鋼鐵、水泥是傳統產業的重要基礎，那麼新材料就是發展戰略性新興產業的基石。新材料在技術上的突破，往往會引起一些劃時代的產業革命。比如上世紀60年代，高純硅半導體材料的出現，使大規模集成電路得以實現，人類從此進入了電子化信息時代。

最近，科學家們研發出了一大波堪稱黑科技的新材料——最黑材料、變形材料、隱身斗篷、動態晶體……它們的出現有怎樣的重大意義?將引發怎樣的變革?讓我們一起來看看吧：

1

世界最黑材料：可吸收99.8%的光線

據研究人員稱，這種名叫VantablackS-VIS的材料能夠吸收幾乎所有入射光(99.8%)，從而讓精密的光學儀器得以發揮最佳性能。

Vantablack S-VIS在研發中使用了一種碳納米管混合物。使用噴霧前後要執行很多步驟，才能達到超低反射率的效果。改良後的版本將在更多領域得到使用，如在航天領域。它可以覆蓋在更大、更複雜的形狀和結構表面。在噴塗該產品之後，這款黑色的塗料能讓3維立體的物體看上去像一個2維平面的、黑色的洞，讓你根本看不清其表面的細節。

但該噴霧不能用於會發生直接接觸或擦碰的地方，並且只能用在能承受100攝氏度高溫的固定表面上。

2

神秘材料：能隨時改變形狀、大小、硬度

科學家近日研製出了一種能夠改變形狀和大小的新型材料。該材料由若干個單獨的模塊構成，每個模塊包含6個開口的正方體，在氣動傳輸器的作用下進行變形。效果可參看動圖。

在它形狀改變的同時，硬度也會發生改變。研究人員稱，這為該材料在長度、寬度和高度之外，又增加了一種維度。這意味著它可以用來製造一種獨特的材料，處於某個形狀時容易變形，處於另一個形狀時則堅硬無比。

3

超材料蒙皮：隱身斗篷

近日美國愛荷華州立大學的研究人員研發了一種柔性、可伸縮的超材料蒙皮(Meta-skin)，這種超材料由多排鑲嵌在硅膠片上的鎵銦錫合金環形諧振器組成，具有導電能力，能控制電流通過。據稱改材料能夠幫助物體躲過雷達的偵察，並有望被用來製作隱形斗篷。

該課題組研究人員指出，與目前傳統的隱身技術只能吸收某一狹窄頻段的電磁波不同，「超材料蒙皮」可通過拉伸，使其中的環形諧振器隨之變形，從而變化吸收的雷達波頻率，因此其具有吸收所有頻段雷達波的潛力，效果就像一塊「雷達波海綿」一樣。

研究人員承認，要為隱形轟炸機披上「隱身斗篷」，使飛機從肉眼前消失，還需要等待納米技術的進一步發展。但課題組相信，他們的技術可使這一夢想變成現實。

4

可調節透明度的窗玻璃

美國哈佛大學研究人員日前開發出一種新工藝，只需輕調電壓，就能迅速改變窗玻璃的透明度。

據報告稱，他們開發的新型可調窗玻璃中間是一層玻璃或者塑料材料，兩側覆蓋了透明、柔軟的彈性體，彈性體上又噴了銀納米線塗層。銀納米線塗層尺度很小，不會散射照射其上的光線。但是，當施加一個外部電壓時，情況就發生了變化。

在外加電壓的作用下，兩側的銀納米線獲得能量向彼此運動，從而對彈性體擠壓導致其變形。由於銀納米線在表面的分布不均勻，所以彈性體也呈不均勻變形。這導致表面粗糙，散射光線，玻璃就會變得模糊。

研究人員介紹說，關鍵一點是，整個變化過程發生在不到一秒鐘的時間內。此外，他們還發現，彈性體表面的粗糙程度與外加電壓相關。電壓值越高，表面就會變得越粗糙，玻璃也就越模糊。

此前基於化學反應的可調玻璃，利用的是基於真空沉積的鍍膜方法，成本高且工藝複雜。哈佛研究負責人戴維·克拉克說，他們研發的這一新工藝實質上是一種物理變化，因此整個過程更加簡單，成本也更低，更有可能實現商業量產。比如銀納米線塗層可以直接噴塗或者粘貼到彈性體上，適宜應用到大型建築的玻璃上。

研究人員下一步將嘗試使用更薄的彈性體，這樣只需要更低的電壓就可以調節透明度。

5

新型電池：利用熱電波發電，無毒、便攜

現代生活中電池設備無處不在，從智能手機和電腦到電動汽車，這些電池大多是由有毒物質如鋰(鋰難以處理，全球供應有限)製造的。如今，麻省理工大學的研究人員提出了利用熱、不使用金屬或有毒物質的替代發電系統。

這種新方法基於一項發現：碳納米管在從一端到另一端漸進地加熱時，可以產生電流。例如，在碳納米管上鍍一層可燃燒材料，然後從一端點燃它，讓它像保險絲一樣燃燒。

這一現象是由麻省理工大學化學工程系的「卡本?杜布斯」榮譽教授邁克爾?斯特拉諾，及同事在2010年發現的。現在，斯特拉諾和他的團隊使這一過程的效率增加了不止一千倍，並已生產出設備，可以輸出電量，產生的電量與今天最好的同重量級的電池相當。

斯特拉諾表示，效率的提高，使得這一技術從實驗室的好奇，步入到其他攜帶型能源技術(例如如鋰離子電池或燃料電池)可以攻克的範圍內。而鋰材料如果被暴露於外界空氣極易燃燒，而這一技術使用的材料更為安全並且可再生。

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