（文章來(lái)源：上海錦町）
新材料的發(fā)展的速度越來(lái)越快，并且在很多領(lǐng)域都取得了突破性的進(jìn)展。下面給大家介紹一下最近我關(guān)注到的幾個(gè)值得大家都關(guān)注的材料科學(xué)的進(jìn)展，而且我認(rèn)為未來(lái)幾年里，這些進(jìn)展很可能會(huì)大規(guī)模地進(jìn)入產(chǎn)業(yè)界，從而形成一個(gè)材料科學(xué)的小熱潮。所以值得大家去關(guān)注。

我們都知道電子產(chǎn)品現(xiàn)在面臨的一個(gè)很大的問(wèn)題就是散熱。電子產(chǎn)品越做越小，看看你手機(jī)里有多少零件就知道了。但是這些小的電子產(chǎn)品在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生大量的熱，如果不能及時(shí)散熱的話(huà)，這個(gè)產(chǎn)品就不能夠順利地使用了，甚至有手機(jī)爆炸的現(xiàn)象出現(xiàn)。散熱一直是個(gè)老大難的問(wèn)題，因?yàn)槲覀兌贾罒崮苁菑闹虚g向外面逐漸傳遞的，中間如果不斷產(chǎn)生熱能的話(huà)，溫度一定是最高的。

但是我們都知道，比如說(shuō)聲波，其實(shí)它就是一種波的形式，我們說(shuō)的任何話(huà)，聲音出來(lái)以后迅速向周?chē)鷤鞑?，而中間就不再有聲音了。你大吼一聲之后，中間并不是由中間逐漸向外面擴(kuò)散，而是立刻就沒(méi)聲了。所以聲波是像波一樣向周?chē)鷤鬟f的。

但是，現(xiàn)在MIT的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，如果給定某種特殊的材料，其實(shí)熱也能像聲波一樣，會(huì)迅速地像漣漪一樣向周?chē)鷤鏖_(kāi)，造成中間迅速變冷，而周?chē)鸁岫仍谝蝗σ蝗Φ卦黾?。也就是說(shuō)我們?cè)瓉?lái)以為熱是一種逐漸傳遞的物質(zhì)，只不過(guò)是因?yàn)闊徇@種波碰到周?chē)沫h(huán)境會(huì)產(chǎn)生一個(gè)又一個(gè)的擴(kuò)散，所以這些波逐漸地疊加，造成中間是最熱的。但是如果你能找到一種相對(duì)純凈的物質(zhì)，就不會(huì)形成擴(kuò)散，這時(shí)候熱就會(huì)像波一樣傳導(dǎo)。這種物質(zhì)是什么呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是特殊制備的石墨烯。

也就是說(shuō)，未來(lái)在我們的手機(jī)里面，在最需要散熱的部位貼上一層石墨烯的膜。這層膜會(huì)造成手機(jī)里產(chǎn)生的熱量迅速地傳導(dǎo)出來(lái)，它的傳導(dǎo)效率就跟聲波一樣是非常非常高的，那么散熱就不再是問(wèn)題了。也就意味著，我們的電子產(chǎn)品還可以繼續(xù)集成更多的東西，集成更強(qiáng)大的計(jì)算能力，形成更微小的產(chǎn)品。微小的產(chǎn)品有什么價(jià)值？很多時(shí)候就是大小耽誤了我們對(duì)產(chǎn)品的使用。

所以隨著現(xiàn)在消費(fèi)電子，汽車(chē)電子的小型化，集成化，連接器，傳感器，微型開(kāi)關(guān)等電子會(huì)采用像C17200,C18080,C18070,C15100,19010,C70250等的一些高性能銅合金材料，材料厚度越來(lái)越薄，強(qiáng)度性能要求越高，滿(mǎn)足電子產(chǎn)品功能性方面的需求。

另外，我們看到最近有一個(gè)科研成果，是一位著名的華人科學(xué)家做出的，他叫曹原，非常年輕，才二十三、四歲，MIT的學(xué)者。他做的科研成果也很了不起，他發(fā)現(xiàn)兩層石墨烯只要稍微轉(zhuǎn)一個(gè)神奇的角度，這個(gè)角度是1.4度，就會(huì)形成一個(gè)超導(dǎo)的界面。我們都知道超導(dǎo)研究是非常有價(jià)值的。為什么電路里面會(huì)形成熱量，就是因?yàn)閷?dǎo)體里存在電阻。當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體完全沒(méi)有電阻，也就是超導(dǎo)狀態(tài)的時(shí)候，它就不會(huì)產(chǎn)生熱量了，也就是說(shuō)你不管有多少計(jì)算，它都是沒(méi)有熱量的，所以未來(lái)計(jì)算超導(dǎo)也是很重要的一部分。

超導(dǎo)以前最大的問(wèn)題就是所謂“低溫超導(dǎo)”，要在很低的溫度才能實(shí)現(xiàn)。曹原的研究成果就是高溫超導(dǎo)，不需要特別低的溫度。當(dāng)然，它離室溫還有差距，所謂高溫是指的相對(duì)于絕對(duì)零度而言的高溫，比絕對(duì)零度高幾十度、一百度，那離現(xiàn)實(shí)還差著一兩百度，基本上零下兩百度左右的水平算是高溫超導(dǎo)。那么會(huì)不會(huì)隨著納米科技的進(jìn)步，我們能找到室溫超導(dǎo)的材料？我相信一定會(huì)有那一天。當(dāng)然，一旦找到了室溫超導(dǎo)材料，整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)可能就會(huì)產(chǎn)生一場(chǎng)革命了，因?yàn)榻裉煳覀兠媾R的很多的問(wèn)題，能耗問(wèn)題、散熱問(wèn)題、計(jì)算問(wèn)題都會(huì)出現(xiàn)顛覆，所以材料科學(xué)真的非常值得期待。

另外一個(gè)值得期待的進(jìn)展，就是有科學(xué)家在催化劑的效能上找到了提升的途徑。最近有一個(gè)介紹，就是政府在推動(dòng)氫能源車(chē)的發(fā)展，坦白講我認(rèn)為我們政府在推動(dòng)電動(dòng)車(chē)的發(fā)展上非常成功，而電動(dòng)車(chē)產(chǎn)業(yè)一旦確立了它的優(yōu)勢(shì)之后，不宜立刻去推動(dòng)它的競(jìng)爭(zhēng)性技術(shù)，所以其實(shí)現(xiàn)在不宜推廣氫能源汽車(chē)。當(dāng)然，氫能源汽車(chē)背后也還有技術(shù)不成熟的問(wèn)題，技術(shù)不成熟的主要原因就是，如果你直接用水解氫，把水分成氧和氫就有了源源不斷的動(dòng)力，而水是到處都可以獲得的，似乎取之不盡，用之不竭。但實(shí)際上有個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，就是水解氫付出的能量比收獲的能量有時(shí)候還會(huì)高，也就是說(shuō)水解氫需要大量的能量來(lái)產(chǎn)生水解，比如你用電解，你要耗大量的電才能把它變成氫，也就是你制備的能量超過(guò)了你獲得的能量，它是不值得的。

但是，有一個(gè)辦法能解決。制備能量相當(dāng)于我要想到山的另一邊，我要爬過(guò)一個(gè)很高的山，所以我要耗很多的能量。但是用催化劑的辦法，相當(dāng)于在山中間打了一個(gè)隧道，也就是說(shuō)我不需要耗這個(gè)能，還可以到山的另一面，這就是催化劑的好處。但是傳統(tǒng)催化劑的效率比較低，現(xiàn)在科學(xué)家發(fā)現(xiàn)催化劑效率比較低的原因，是因?yàn)榇呋瘎┮兔恳粋€(gè)分子，甚至原子去接觸才能產(chǎn)生催化作用，這個(gè)分子、原子的接觸都是需要時(shí)間的。

提升接觸的效率，就能提升催化的效率。他們?cè)诖呋臅r(shí)候同時(shí)加上了超聲波，使得分子振動(dòng)的頻率加快，和其他分子接觸的效率大大提升，這樣能夠使得催化劑的效能提升1000倍。也就是說(shuō)某一天，水解氫會(huì)不會(huì)通過(guò)催化劑在低能耗的情況之下實(shí)現(xiàn)呢？我認(rèn)為至少理論上往前邁了一大步，這個(gè)可能性大大地增加了。

當(dāng)然，材料科學(xué)的進(jìn)步不只是理論上的，有很多現(xiàn)實(shí)里的進(jìn)步也非常了不起。美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)教授姜漢卿的科研成果，他做了一個(gè)很了不起的材料上的突破。我們都知道，可食用的材料其實(shí)是最好的，為什么呢？因?yàn)槿绻易鲶w內(nèi)檢測(cè)的話(huà)，我把它吃掉以后它會(huì)自然地被排泄出去。但是，可食用的材料怎么做成電子產(chǎn)品是一個(gè)老大難的問(wèn)題。姜漢卿教授原創(chuàng)性地把所有可食用材料的導(dǎo)電性作了系統(tǒng)的分析，然后突破性地利用可食用的材料做出了可食用的醫(yī)療器械。

他現(xiàn)在做出一個(gè)產(chǎn)品，是可食用材料制成的測(cè)胃酸的膠囊。把膠囊吃下去以后不到一分鐘的時(shí)間，在體外用一個(gè)讀數(shù)器就能讀出你的胃酸數(shù)據(jù)。因?yàn)楝F(xiàn)代人生活壓力大，工作壓力大，容易造成胃酸過(guò)多。胃酸過(guò)多往往要到胃穿孔、胃潰瘍的程度大家才發(fā)現(xiàn)。但是，如果你能夠早期檢測(cè)出胃酸過(guò)多，無(wú)疑是所有現(xiàn)代人的福音。但是以前檢測(cè)胃酸過(guò)多的手段只有胃鏡，這是非常痛苦的，要把一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的管子從嘴里吞咽下去，一直伸到你的胃里。現(xiàn)在就很簡(jiǎn)單了，用一個(gè)小小的膠囊，吃下去以后就可以讀出數(shù)來(lái)，而且不用管這個(gè)膠囊，它會(huì)被自然分解排出，對(duì)人體完全無(wú)害。

坦白講，這不是納米層級(jí)，但是依然是材料的進(jìn)步。材料科技有它的魅力所在，它總是會(huì)出人意料地取得某些讓你覺(jué)得非常黑科技的科技成果，但同時(shí)又是很現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用。所以材料科技非常值得我們關(guān)注。
（責(zé)任編輯：fqj）