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令人驚異的10種人造物質(zhì)
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來(lái)源 新材料在線 人類的創(chuàng)造力一直在帶給世界驚喜，我們永遠(yuǎn)不知道明天會(huì)有什么新的東西出現(xiàn)。但是，如果我們僅僅看到這些新事物的表面，那將會(huì)是巨大的損失。今天，我們就帶大家來(lái)深度解析10種偉大的人造物質(zhì)。 人類的創(chuàng)造力一直在帶給世界驚喜，我們永遠(yuǎn)不知道明天會(huì)有什么新的東西出現(xiàn)。但是，如果我們僅僅看到這些新事物的表面，那將會(huì)是巨大的損失。今天，我們就帶大家來(lái)深度解析10種偉大的人造物質(zhì)。 10、單向防彈玻璃 單向防彈玻璃，顧名思義，它可以阻止子彈從一個(gè)方向射入，卻不妨礙子彈從相反方向射出。你肯定會(huì)疑惑如何實(shí)現(xiàn)這么神奇的效果，其實(shí)這并不是單一的一層玻璃，而是夾了兩種不同的塑料——脆性的丙烯酸層和較軟的、更有彈性的聚碳酸酯層。丙烯酸在壓力下形成非常堅(jiān)硬的表面，當(dāng)子彈擊中它時(shí)，該層在粉碎之前展平并且消除了能量。這樣，減震的背層就有可能控制住子彈（和丙烯酸碎片）而不破碎。當(dāng)另一面受到射擊時(shí)，子彈首先擊中聚碳酸酯，它被初步拉伸。這種彎曲粉碎了背面的脆性丙烯酸，當(dāng)子彈擊穿時(shí)不留下任何阻力。 9、液態(tài)玻璃 洗潔精還沒(méi)發(fā)明出來(lái)以前，人們用蘇打水、食醋、人造絨或鋼絲絨來(lái)清洗鍋具�，F(xiàn)在，發(fā)明了一種新的涂料，噴涂了這種涂料的鍋具將無(wú)需擦洗，不再用到洗潔精，也可以節(jié)省大量的勞力。液態(tài)玻璃把二氧化硅與水或乙醇相結(jié)合，制成噴霧，噴霧干燥后形成一層“有彈性的，超耐用的玻璃”。這種涂層是不可見(jiàn)的（只有人的頭發(fā)厚度的1/500），無(wú)毒且無(wú)排斥。 液態(tài)玻璃無(wú)需擦洗，免去了大多數(shù)的清潔產(chǎn)品的使用。因?yàn)樗x予表面抗菌性，因此可以扔掉你的漂白劑只需對(duì)廚房水槽消毒。也就是說(shuō)，如果它應(yīng)用在醫(yī)療設(shè)備中，處理過(guò)的表面可以只用熱水滅菌，而無(wú)需化學(xué)消毒劑。 這個(gè)東西排斥液體，無(wú)毒、柔軟、抗菌、透氣、耐用和不可見(jiàn)，最重要的，它也非常便宜。它是否是一個(gè)奇跡，或者該涂層是否不可見(jiàn)，時(shí)間會(huì)告訴我們。 8、非晶態(tài)金屬 非晶態(tài)金屬，與它的名字相反，它具有金屬的常規(guī)強(qiáng)度和玻璃的表面硬度。如果兩個(gè)滾珠軸承分別在鋼上和非晶態(tài)金屬上被彈起，在非晶態(tài)金屬上的軸承反彈得高的多，這是因?yàn)殇撐詹⑾⒘藳_擊的能量，而非晶態(tài)金屬卻把沖擊能量反傳給軸承，導(dǎo)致更高的彈跳。 多數(shù)的金屬具有晶體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是規(guī)則有序。在沖擊或其他應(yīng)力下，金屬面的原子可以永久“滑動(dòng)”，形成可見(jiàn)的凹痕。非晶態(tài)金屬的原子結(jié)構(gòu)是無(wú)序的、隨機(jī)的，意味著不能產(chǎn)生這樣的“滑動(dòng)”，原子被彈回其初始位置。 7、Starlite 這是一種令人難以置信的耐熱性塑料，Starlite作為絕熱體的質(zhì)量非常驚人的，以至于有一段時(shí)間人們認(rèn)為它的發(fā)明者在騙人。隨著電視的曝光，英國(guó)原子武器機(jī)構(gòu)（AWE）開(kāi)始研究它們。它們可以承受熱核閃光級(jí)脈沖，并且不會(huì)產(chǎn)生很高的熱量，節(jié)約了大量的冷卻時(shí)間。 與其他高性能絕緣體不同，Starlite在加熱條件下不產(chǎn)生任何有毒氣體，并且十分輕巧，在航天飛機(jī)、消防服、飛機(jī)或軍事的應(yīng)用潛力是無(wú)窮的。但Starlite從來(lái)沒(méi)有離開(kāi)過(guò)實(shí)驗(yàn)室。發(fā)明家 Maurice Ward 在2011年去世而沒(méi)有申請(qǐng)專利，也沒(méi)授權(quán)他的創(chuàng)作。大家只知道它是由“多達(dá)21種有機(jī)聚合物和共聚物，以及少量陶瓷組成”。 6、氣凝膠 有這樣一種低密度的物質(zhì)，只需要2.5cm3就可以有整個(gè)足球場(chǎng)的內(nèi)表面積，這就是氣凝膠。氣凝膠是人類已知的最輕的物質(zhì)，二氧化硅氣凝膠——本質(zhì)上是干燥的硅膠——重量比空氣重3倍。盡管氣凝膠本身非常脆，它卻可以支撐1000倍于自身重量的物質(zhì)。石墨烯氣凝膠由碳制成，其固體成分只有空氣1/7重。 氣凝膠具有海綿狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)處理可以變得疏水而親脂。由于這個(gè)原因，它被大肆宣傳作為擦拭漏油的方法，由于其巨大的內(nèi)表面積，它可以吸收自身重量900倍的油。而它的海綿結(jié)構(gòu)意味著，一旦充滿油，可以“擰干”，再繼續(xù)吸油。 5、DMSO DMSO是一種化學(xué)溶劑，最初是木材制漿的副產(chǎn)物。它在20世紀(jì)60年代實(shí)現(xiàn)醫(yī)療潛力之前存在了近100年。Jacobs博士發(fā)現(xiàn)，它能迅速深入滲透皮膚而無(wú)損組織。這意味著它有作為藥物攜帶者通過(guò)膜進(jìn)入體內(nèi)而不破壞皮膚的巨大潛力，除去了感染的危險(xiǎn)。它可以減少與扭傷、關(guān)節(jié)炎及燒傷相關(guān)的炎癥并提供長(zhǎng)達(dá)六小時(shí)的即時(shí)緩解疼痛效果。它也可以穿透手指和腳趾甲，這意味著它可以用于傳遞抗真菌的藥物。 不幸的是，DMSO也有其問(wèn)題。當(dāng)其藥用潛能被發(fā)現(xiàn)時(shí)，它已經(jīng)是市售的工業(yè)化學(xué)品。這種廣泛的可用性降低了利潤(rùn)空間。此外，DMSO強(qiáng)烈的大蒜味進(jìn)一步降低了可售性，S使得它大多用在獸醫(yī)學(xué)中。 4、碳納米管 形象地說(shuō)，碳納米管是由單原子層厚的碳片材卷成的圓筒。碳納米管是科學(xué)界公知的最強(qiáng)材料。它的密度只有鋼的1/6，強(qiáng)度卻是其的數(shù)百倍，它的導(dǎo)熱性比鉆石好，導(dǎo)電性比銅優(yōu)。因?yàn)榉浅１�，它們�?shí)質(zhì)上是肉眼不可見(jiàn)的。為了能夠利用其機(jī)械（電子）性能，我們需要把數(shù)以萬(wàn)億的碳納米管編織起來(lái)。 它們一個(gè)較為引人注目的潛在用途是制造太空升降機(jī)的電纜，除此之外，也可以用于治療癌癥。其他可以想象的應(yīng)用包括更強(qiáng)、更輕的防彈衣，風(fēng)電場(chǎng)的更有效的風(fēng)車葉片，制造靈巧的奶酪切片機(jī)等。 3、Pykrete 1942年，英國(guó)人遇到了一個(gè)問(wèn)題。他們需要航空母艦以協(xié)助打擊德國(guó)的U-型潛艇，但沒(méi)有多余的鋼去建造。一個(gè)叫Geoffrey Pyke的人認(rèn)為，也許一個(gè)巨大的浮冰島嶼可以成為解決的方案，但這個(gè)想法在兩年前已經(jīng)提出，當(dāng)時(shí)已被嘲笑和廢棄。因?yàn)槿藗冋J(rèn)為冰可以輕易的被打碎，且最終將熔化。 然而，一對(duì)紐約的科學(xué)家夫婦偶然發(fā)現(xiàn)冰和木漿的混合物，不僅可以漂浮，也可以作為大塊的防彈、防碎材料且不熔融。該材料可像木頭一樣被加工，或像金屬一樣被澆鑄成型。濕木漿的絕緣外殼在水中形成，防止進(jìn)一步融化，從理論上來(lái)說(shuō)，由它制造的任何船舶，會(huì)在海上時(shí)刻自動(dòng)修復(fù)。 但是，實(shí)際的結(jié)果卻和預(yù)期的不同。但人們發(fā)現(xiàn)，除非保持在-16華氏度，否則冰會(huì)隨著時(shí)間而松弛，這意味著還需要一個(gè)復(fù)雜的管道系統(tǒng)。也有人指出，制造該混合物所需的大量木漿會(huì)嚴(yán)重影響造紙業(yè)的生產(chǎn)。Pykrete最終只能是一個(gè)創(chuàng)造性的、令人著迷的，但不能實(shí)現(xiàn)的失敗產(chǎn)物。 2、BacillaFilla 如大家所知，混凝土路面隨著使用時(shí)間增加呈現(xiàn)出病態(tài)的灰白色，甚至形成裂縫。對(duì)此進(jìn)行維修是一件耗時(shí)且昂貴的工作。 紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)(英國(guó))的一群學(xué)生制造出一種轉(zhuǎn)基因細(xì)菌，它被用來(lái)“填補(bǔ)混凝土的細(xì)小裂縫，并產(chǎn)生碳酸鈣和細(xì)菌膠的混合物，以修復(fù)建筑物�！� BacillaFilla孢子與混凝土接觸時(shí)開(kāi)始發(fā)芽，當(dāng)?shù)竭_(dá)裂縫底部時(shí)可以感受到(修復(fù)在到達(dá)底部時(shí)被激活)，修復(fù)的強(qiáng)度與周圍混凝土相同，并有一個(gè)內(nèi)置的自我銷毀基因阻止它們?nèi)テ茐暮彤a(chǎn)生大量的混凝土瘤。希望孢子能夠延長(zhǎng)建筑物的壽命，以減少非常昂貴的重建。 1、D30 沖擊力防護(hù)一直是一個(gè)難題——如何提供真正的保護(hù)，而不過(guò)于沉重或不靈活? D30為這個(gè)問(wèn)題提供了一個(gè)巧妙的解決方案。它由“智能分子”構(gòu)成，在溫和的壓力下自由移動(dòng)，但當(dāng)用力擊打時(shí)則鎖住。市售的夾克已經(jīng)含有D30墊，它提供靈活性，同時(shí)防護(hù)你偶然遇到的路面擦傷、棒球或拳頭擊打。這種材料制作的夾克適合特技演員乃至警察。 |
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