在我们的应用科学中有一门学科叫做材料科学,材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能以及它们之间的相互关系的学科,它是集物理学、化学、冶金学等于一体的科学。与我们的生活息息相关,密不可分。比如下面的最强胶带。
今天我们来一起盘点一下,材料科学创造的这些奇特的材料,探究一下会给我们的未来带来什么变化。
没有最轻只有更轻
年,美国科学家合作制造了一种镍构成的气凝胶,密度为每立方厘米0.9毫克,是当时最轻的固体材料。把这种材料放在蒲公英花朵上,蒲公英茸毛几乎没变形。气凝胶有一个外号叫做“凝固的烟”
气凝胶
年,浙江大学的科学家们研制出了一种超轻材料,这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅为每立方厘米0.16毫克,是空气密度的六分之一,也是迄今为止世界上最轻的固体材料。
这种材料可以轻松放置在麦穗的绒毛上
据介绍,“碳海绵”具备高弹性,被压缩80%后仍可恢复原状。它对有机溶剂具有超快、超高的吸附力,是迄今已报道的吸油力最高的材料。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,而“碳海绵”的吸收量是倍左右,最高可达倍,而且只吸油不吸水。“大胃王”吃有机物的速度极快:每克这样的“碳海绵”每秒可以吸收68.8克有机物。这让人想到用它来处理海上的漏油,“可以把它们撒在海面上,就能把漏油迅速地吸收进来,因为有弹性,吸的油能够被压出来回收利用,‘碳海绵’也可以重新使用。
来场硬碰硬的!
说到最坚硬的物质,很多人会想到金刚石,但是人类早就已经造出比钻石硬度高很多倍的物体-鲁珀特之泪。然而硬度一直也是人类对材料的极致追求的一个方向。
鲁珀特之泪
目前人造的材料中硬度最大的是-碳炔。
年,德国有机化学家阿道夫·冯-贝耶尔首次提出碳炔的概念,他将其描述为一种无限长的碳碳单键和三键交替而成的碳链。但他也警告称,由于其极不稳定,因此很难制造出来。此前,美国科学家经过理论计算指出,碳炔这种碳原子一维线性带状物的强度应该比任何已知的材料更硬更坚固,拥有巨大的抗张强度和硬度,硬度是钻石的40倍、石墨烯的两倍,因此,可用于制备超坚固的设备。另外,它还拥有仅被拉伸3%就能从导体转变成绝缘体的独特属性,因而在电子设备领域广受
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