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【科技直通车】2010年2上
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材料的家族之最
在材料大家族中,各式各样的新材料层出不穷,它们当中有很多令你意想不到的高手。
你看过最薄的电视机吗?日本索尼公司曾经推出过一款电视机,屏幕由有机材料制成,一通电就可以发光,因此,它比一般的液晶电视机更薄、更省电,仅3毫米厚,重量不到3千克。后来,索尼公司又推出了一款电视机,只有0.9毫米厚,堪称世界上最薄的电视机。
那么,你知道材料大家族中有哪些意想不到的最薄、最轻……的各路“高手”吗?
最薄最硬的材料
如果问你,世间什么东西最薄?答案可不是你的头发丝,当你看石墨烯时,就知道最薄的材料有多薄了。这是一种从石墨晶体中剥离出来的二维晶体,只有一根头发的20万分之一厚,相当于一个原子的厚度。怎么样,薄得过瘾吧?
试验表明,如果用石墨烯制成包装袋的话,那么,它将能承受大约两吨重的物品。打个比方,在一个茶杯上盖一层石墨烯薄片,拿一根铅笔放在上面,再将一辆汽车放在铅笔上,并保持平衡,结果石墨烯薄片纹丝不动!除了最硬、最薄外,石墨烯的导电性能也最为出色。如今,石墨烯备受青睐,从微晶管到防弹衣,从造纸再到未来的太空电梯都离不开它。真不简单!
“石墨烯”薄片示意图
世界最黑的物质
黑鞋油、黑墨水、黑漆漆的夜空,哇,这么多黑的东西,但都黑不过这种新型的纳米材料。它实际上是一种由碳纳米管形成的“毯子”,这些碳纳米管像直立的小草一样排列,所以,它能吸收大部分光线。
据试验,它可以吸收超过99.9%的可见光,反射率为0.045%,不到普通黑色油漆反射率的百分之一,比此前公认的颜色最黑的镍合金材料还要黑4倍,可以说是目前已知的颜色最黑的材料。
世界最轻的固体
说到最轻的固体,毫无疑问,应该是气凝胶。这种新材料呈现半透明淡蓝色,和玻璃一样,都是由纯二氧化硅等组成的,但它的密度很小,只有每立方厘米3毫克,是玻璃的千分之一。尽管号称固体,但这种材料的99%是由气体构成的,这使它看起来像云一样。因此,获得了“冻烟”的绰号。如果把1立方厘米的气凝胶拆开平铺,那它会填满一个足球场那么大的地方。
气凝胶异常坚固,可抗1300℃的高温,吸油污强。当然,它也不是十全十美的。比如说,时装界就还不能接受它。据说,英国有家公司制造了一款气凝胶夹克,但因为穿在身上太热,消费者纷纷抱怨,最后不得不下架。不过,科学家依然坚信,气凝胶将改变这个世界。
气凝胶很了不起,昵称“冷冻烟雾”,能抗1300℃的高温。
资讯串串烧
比黄金还贵
物以稀为贵。锎是人工合成的一种放射性元素,价值贵过黄金,它的产量特别少。据统计,目前为止,全世界的锎仅有200多克。1克锎售价高达10亿美元,远远高出黄金。
现在,人们谈论的话题只有一个,那就是创新、创新,不断地探索新材料。
那么在材料大家族中,又有哪些层出不穷、各式各样的新材料呢?有一些新材料让人匪夷所思,搞不好就会混淆它们的身世。下面就来见识几位。
新材料一族
新奇跳跳糖
相信你一定品尝过跳跳糖吧,把这种休闲食品往嘴里放,味道既酸又甜,感觉酷毙了。
那么,它们到底是哪种材料做的呢?原理是什么呢?其实制作跳跳糖并不难,只要把加热的糖浆与二氧化碳气体充分混合,在一定的压力下,糖浆中会形成数不清的微小气泡。冷却后,再将糖果粉碎,但碎粒中仍含有高压的二氧化碳气泡。
也就是说,跳跳糖是在糖中加入压缩的二氧化碳,外边的糖融化了,里面的二氧化碳冲出来,就会“跳”起来。这种材料是不是比你想的简单呢?
跳跳糖是老少皆宜的休闲食品。
是金属不是玻璃
看到这个名字,可别以为就是用金属制成的玻璃。实际上,它是一种特殊的合金材料,与常见的玻璃有天壤之别。在普通的钢里加入铬、钴、钼、镁和硼等元素,然后急速冷却,速度每秒钟要降温数百万度,可以得到一种新的、非晶质的钢,这就是金属玻璃。
花这么大力气,制成金属玻璃,有什么好处吗?试验证明,这种钢材的硬度是普通钢材的两倍。金属玻璃的耐腐蚀性比最好的不锈钢还要高100倍。就算泡在盐酸中,金属玻璃也不会有什么变化。另外,金属玻璃生产简单,成本低,还有磁性、超导性等特殊才华。难怪有的科学家大加赞扬,说它是“21世纪的材料”、“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”。
塑料太阳能电池
普通的太阳能电池是用硅制造的。硅是一种重要的半导体材料,目前在电子产品领域扮演着几乎不可替代的角色,但是成本较高。而硅电池又重又大,光转化效率低。
目前,科学家已经开发出一种新型的塑料太阳能电池,由于价格低廉,而且很轻,自然很受青睐。它的储电量是传统碱性电池的两倍,提供的电压甚至高出100倍。在充电方面,望料电池和传统电池可以说是一样快;而供电时,又一样持久。这种电池使用更稳定、更高效,寿命要长得多,最多可使用两年半。在不远的将来,塑料太阳能电池必将会有更广泛的应用前景。
塑料电池
金属玻璃样本发出亮橙色
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