就像鋼鐵和塑料帶動了制造業的革命，新發現的超級材料都具有非常迷人的性質，以及具備廣泛的應用，它們將重塑未來。下面我們盤點一些最有前景的未來超級材料的性質和用途。

    【空氣合金】

    空氣合金具有極其低的密度，要比水要輕100倍，并且可以承受超過它們自身20000倍的重量，這使它們成為地球上最輕的固體材料。這種材料同時具有超絕緣性，不僅絕熱絕冷，而且隔音效果也非常好。

    用途：大規模建設、飛船、太空服以及火箭技術。（事實上，NASA已經研發出了一種超薄易彎曲的空氣合金，在太空服和火箭技術上可以得到充分應用。）

    【金屬微格】

    這種金屬材料為立體金屬開放式多孔聚合物，其成分中多達99.99%是空氣，另外0.01%是相互連接的固體空心管晶格。它是世界上最輕的金屬材料，能夠像羽毛般輕盈地漂浮在空中接著落地。金屬微格在吸收能量的性能上也相當好，無論是經過壓縮或扭轉，都能反彈回原狀。例如將一顆雞蛋利用金屬微格包裹中，從25層的高樓丟下，金屬微格可以保護雞蛋墜地時完好如初。

    用途：飛機結構、航空學和汽車業。

    【熱電材料】

    熱電材料的工作原理

    熱電材料是一種能將電能與熱能交互轉換的材料，此種材料能夠在足夠的溫差下產生電動勢，達到以熱生電的現象。熱電材料可使廢熱能轉換為電能，可能提高能源效率或作為一種替代能源。天然礦物質黝銅礦和方鈷礦都可以作為熱電材料，而且制造成本低廉。

    用途：應用于航天器的能量轉換，以及耗能較大的機器，比如汽車、冰箱和CPU散熱器等。

    【超材料】

    高度規整的納米結構

    是一種尺寸小于光的波長的結構，被設計來散射光線?？梢杂脕砩⑸湮⒉āo線電波和鮮為人知的T-射線。某些超材料具有負的折射率，因此可以利用這個特殊的光學性質制作“超級透鏡”用來觀察那些尺寸小于顯微鏡光波波長的材料的特征。

    用途：隱形斗篷，醫用的新T-射線掃描儀，相控陣光學技術可以完美的呈現全息圖像。

    【碳納米管】

    不同類型的碳納米管

    是碳原子組成的長鏈，它們被在化學上稱為最強的化學鍵sp2鍵連接在一起，甚至比組成鉆石的sp3鍵都要強。碳納米管擁有許多突出的物理性質，例如極高的拉伸強度和彈性電子傳輸（非常適合于電子學應用）。

    用途：唯一能被用來建造太空電梯的材料。

    【過渡金屬硫化物】

    過渡金屬硫化物的結構

    它們具有相當簡單的二維結構。鉬或鎢等過渡金屬原子的單排結構（上圖黑色），夾在同樣薄的硫或硒元素層（上圖黃色）之間。過渡金屬硫化物非常薄、透明和靈活，是極好的半導體。

    用途：制作軟性電子（可彎曲屏幕）、數字電路、量子通訊，以及能源儲存。

    【透明鋁】

    在《星際旅行IV：搶救未來》中，斯考特將24世紀的“透明鋁”技術帶回了20世紀?，F在該項技術或許要提早實現了?？茖W家并沒有找到讓金屬鋁變透明的方法，而是開發了一種能達到類似強度的透明鋁基陶瓷。這種物質是一種氮氧化鋁，硬度是鋼鐵的3倍多，石英鏡片的4倍多，藍寶石的85%。

    用途：透明裝甲（防彈玻璃）、紅外圓頂（太空船/太空站）、摩天樓和駕駛艙。

    【石墨烯】

    是一種由碳原子組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料，同時擁有極小的電阻率。因此被期待可以用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或電晶體。

    用途：從所有科技消費品，到生物工程，再到能量儲存（超高效電池）。

    【錫烯】

    將氟原子（黃色）加入單層的錫原子（灰色）就會得到錫烯，邊緣（藍色和紅色）的導電性近乎完美。

    錫烯是石墨烯的“表親”，由單原子層的錫構成，它的邊沿態在室溫下可以實現量子自旋霍爾效應。錫烯在常溫下能達到100%導電率的超級材料，同時也是一種拓撲絕緣體，在這種材料內，載荷子（如電子）無法到達材料的中心，只能在邊緣自由移動。

    用途：設計更快、更有效的微芯片。

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責任編輯：王元

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