“刀槍不入”的碳納米管
碳納米管是由呈六邊形排列的碳原子構成的一維納米材料,它與金剛石、石墨、富勒烯(一種完全由碳組成的中空成分)等一樣同屬于碳家族成員。這種由碳原子層卷曲而成的碳管,管壁厚度只有幾納米,管直徑也只有幾納米至幾十納米,幾萬個并排起來才有人的一根頭發(fā)絲粗。
碳納米管號稱“超級纖維”,它的密度僅為鋼的1/6,但抗拉強度卻是鋼的100倍。用碳納米管制成高強度碳纖維材料,再用這種材料生產(chǎn)出輕便且能“刀槍不入”的防彈背心,即使是武俠小說《射雕英雄傳》中桃花島的鎮(zhèn)島之寶“軟猬甲”,也不能與之媲美。
碳納米管因其獨特的結構和物理化學性質(zhì),成為最有前景的新材料之一,在信息儲存、電子器件、儲能、航空航天等領域具有廣泛的應用。
能夠“呼吸”的貯氫合金
貯氫合金是在一定溫度和壓力下,能可逆地吸收和釋放氫的合金。它仿佛能呼吸一樣,可以吸入和呼出氫氣。
因此,可以采用貯氫合金來儲能,為航天器、潛艇、燃料電池汽車等提供動力。更重要的是,它儲氫密度高、能源損耗低,且不需要龐大而笨重的鋼制容器,使用、存儲和運輸都極為安全方便。
在未來的能源結構中,氫能是最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗唬瑫昂粑钡馁A氫合金有望為人類“呼出”一個低碳環(huán)保、綠色亮麗的生態(tài)環(huán)境!
“百變大咖”的電致變色材料
電致變色材料在外電壓驅動下,其光學屬性能夠發(fā)生可逆和持久穩(wěn)固的變化,外觀上則表現(xiàn)為顏色和透明度的可逆變化。究其原理,主要是透明導電層、電解質(zhì)層、離子存儲層等相互配合,實現(xiàn)變色功能。
在手機領域,人們就曾使用電致變色材料——只要輕輕敲擊,即可實現(xiàn)手機外殼變色,還可以自定義顏色。在建筑方面,使用電致變色玻璃制成的窗戶,能根據(jù)溫度、日照自動調(diào)節(jié)顏色和透光度,可實時保護隱私,還能帶來冬暖夏涼的效果。電致變色材料還可用于生產(chǎn)防眩目后視鏡、飛機舷窗、汽車天窗等。
新成果層出不窮,新材料日新月異。在材料科學領域里,人類正在不斷創(chuàng)造奇跡,未來也會創(chuàng)造出更多奇跡,讓我們拭目以待!
(作者單位:中南大學化學化工學院)轉自學習強國