超级材料将改变世界面貌

【美国《新闻周刊》５月２５日一期文章】题：世界进入超级材料的时代
超级材料时代的到来受到欢迎。材料科学研究正突然涌现新的实用的发现，为首的是超导陶瓷。但是，超导体只是新材料中的一部分：从住宅、汽车到炊锅和假牙，有朝一日世界将由与今不同的材料构成。异乎寻常的塑料、玻璃和陶瓷肯定将同基因工程和计算机科学一样改变未来世界的面貌。陶瓷制造这些新型材料的关键是研究人员不断提高在分子水平上处理各种物质的本领。例如，陶瓷长期以来因它们容易损坏而受限制。但是，科学家们使引起陶瓷易脆的极微缺陷减到最小，正在制造出更坚固的陶瓷品种，这些陶瓷仍保持坚硬和耐热之类的性能。福特汽车公司目前用陶瓷刀具切割钢材。几家日本汽车制造商生产陶瓷发动机部件。京都陶瓷公司已建立了一条陶瓷剪刀和小刀的生产线，这样的剪刀和小刀使用数午仍很锋利，而且不会生锈或腐蚀。由于陶瓷能比钢材耐受更高的温度，美国和日本的一些公司已生产出陶瓷柴油发动机的原型，这些发动机运行时没有冷却系统，因此效率较高，重量较轻。塑料塑料也经历了类似的变革。目前高强度聚合物已用于造桥、制造溜冰场和实验性汽车发动机部件及直升飞机旋翼。塑料保险杆和燃油箱不久就将成为新型汽车中的平常部件。一种在振动或推撞时能发电的新型塑料将用于电吉他、机械手的接触传感器和能自动记录每次用拳猛击及向下击拳的空手道上衣。
甚至一度似乎可能永久污染环境的塑料碎屑，业已证明可在分子一级加以处理。研究人员正在研究使塑料象金属或玻璃那样能重复使用的方法。复合材料塑料不但比钢材轻，而且比钢材坚固。复合材料——由石墨或其它化合物的纤维增强的塑料——使“旅行者”飞机的环球飞行有了可能。最新式的喷气战斗机约有２５％的复合材料，据信绝密的“隐秘”式轰炸机外壳为全复合材料的，以帮助避开雷达。目前这些材料的价格要高于钢材，所以它们在消费品方面的应用受到限制。但是，石墨网球拍把复合材料介绍给了大众，而且现在高性能的自行车也是用复合材料制造的。复合材料在战斗中已得到验证。在入侵格林纳达事件中，一顶复合材料头盔使两颗子弹偏转方向，从而拯救了一名步兵的生命。在全国传送电话的最新的光缆是由玻璃制造的，这种玻璃透明度很高，１００英里厚的一块玻璃的透明度，要比一块普遍的窗户玻璃还要高。玻璃匹兹堡平板玻璃工业公司不久将推广一种玻璃，当电流通过这种玻璃时，它能变暗。在未来的飞机里，驾驶员简单地轻摁一个开关，就可以减少通过座舱挡风玻璃进来的强光。甚至老式的混凝土也显示出有希望得到改进。现在高级的混凝土既坚固又柔韧，实际上能制成可伸缩的弹簧。这样的超级水泥可能意味着道路和桥梁可持续使用数十年而无须维修保养。