材料科學領域是世界上最神奇的科學領域之一了，各種各樣的材料在我們身邊隨處可見，那么在這個有著特殊意義年份的愚人節，帶大家盤點一下那些鮮為人知的材料研究方向。

準晶材料

1984年，美國科學家D.Shechtman在研究用急冷凝固方法使較多的Cr、Mn和Fe等合金元素固溶于Al中，目的是穩了得到高強度鋁合金，但是在急冷Al-Mn合金中意外發現了一種奇特的具有金屬性質的相。這種相具有相當敏銳的電子衍射斑點，但不能標定成任何一種布拉維點陣，其電子衍射花樣明顯地顯示出傳統晶體結構所不允許的5次旋轉對稱性。

后來D.Shechtman在《物理評論快報》上發表的文章中首次報道了這種具有包括5次旋轉對稱軸在內的二十面體點群對稱合金相，并稱之為二十面體相，并稱這種具有5次對稱取向序而無周期平移序的物質為準周期性晶體，簡稱準晶。

這一發現在當時的美國乃至真個世界都引起了軒然大波，震驚了世界上很多著名的材料學家。因為具有5、8、10及12次旋轉對稱的準晶物質的發現，沖擊了傳統晶體學的兩個主要支柱，14種布拉維空間點陣和32種點陣對稱群，為此，準晶發現的初期很難為人們所接受，甚至還受到一些人的攻擊。但隨著物理學家、化學家和材料科學家對準晶結構的不斷研究，人們很快發現統治人們很久的晶體點陣學說以及與此有關的周期性平移對稱只是一個經驗規律，誰也沒有證明過晶體的平移序必定是周期性的。但是D.Shechtman通過理論與實踐的完美結合，充分肯定了5次旋轉對稱客觀存在。

準晶態物質是傳統固態晶體物質與非晶態物質之間的過渡態新物質，其結構與晶體結構和非晶體結構有本質差別。研究表明，準晶體物質不僅能在合成材料中發現，而且在地球上、宇宙中都有可能找到準晶態物質。目前科學家們已經研究出準晶材料硬度強、電阻率高和導熱系數低等特點，相信在不久的將來，準晶態物質將得到更多的開發和利用。

還有一個有意思的小插曲，D. Shechtman 在快速凝固的鋁合金中發現一種具有五次對稱軸的物質之后先給AppliedPhysics Letter投稿，結果被拒。之后才給Physics Review Letter投稿，并且順利接收。D.Shechtman這篇文章很快吸引了各國學者在PRL上灌水并一舉奠定了PRL在物理學界的統治地位。如果當初APL的編輯慧眼識珠，那么也許現在執業界牛耳的就是APL了。后來據說D.Shechtman在獲得諾貝爾獎以后，在做演講的時候經常提到，他的成果被APL拒成為了人們的笑談。

聚合物分散液晶PDLC

PDLC又叫液晶調光膜，是將低分子液晶與預聚物相混合，是由多恩博士的小組于1984年發明, 該項技術利用相分離技術形成液晶微粒，技術上稱之為高分子分散的液晶技術或PDLC技術。在此之前，沒人能解釋這樣一種現象，即用來封液晶瓶口的環氧樹脂常常由透明變乳白的現象。

主要內容是在一定條件下經聚合反應，形成微米級的液晶微滴均勻地分散在高分子網絡中，再利用液晶分子的介電各向異性獲得具有電光響應特性的材料，它主要工作在散射態和透明態之間并具有一定的灰度。直譯即聚合物分散液晶。顧名思義，調光膜即為可調節光線通過狀態的一種膜。它主要工作在散射態和透明態之間，也就是膜本身可在透明與非透明狀態之間變幻，透明度由電壓調節。

它的基本原理主要分為兩部分：

當調光薄膜斷電時，其間的高分子液晶材料無序排列，使光線無法穿透薄膜，這時看到的效果便是乳白色的不透明狀態。

當調光薄膜通電時，電場作用下薄膜中間的高分子液晶材料有序排列，可使光線能透過薄膜，這時看到的效果便是透明無色的薄膜狀態。

廢話不多少直接上圖：

液晶分子賦予了聚合物分散液晶膜顯著的電光特性，使其受到了廣泛的關注，并有著廣闊的應用前景。相對于傳統顯示器件來說，聚合物分散型液晶顯示器具有很多優點，比如更節能、更私密、造價低等特優點，在熱敏及壓敏器件、電控玻璃、光閥、投影顯示、電子書等方面獲得廣泛應用。

自修復超級可伸縮彈性導體新材料

可拉伸電子器件在可穿戴電子器件、柔性能源和仿生器件等新興領域具有重要應用，目前，如何使拉伸導體在大拉伸形變條件下保持優異的電機械穩定性是該領域面臨的重大挑戰。針對這一現象，合肥工業大學科研團隊采用金屬納米線的有序組裝等創新方法成功研制出兼具自修復性、高導電性以及優異抗拉伸性和電機械穩定性的彈性導體材料。相關成果發表在英國《自然?通訊》上。

該校化學與化工學院從懷萍教授研究組和中國科學技術大學俞書宏教授研究團隊強強聯手，首次提出將金屬納米結構三維組裝導電骨架與金屬-硫配位鍵引入到彈性聚合物凝膠網絡結構中的設計理念，成功研制出兼具自修復性、高導電性和電機械穩定性以及優異抗拉伸性能的新型彈性導體材料。

這種基于納米、微米、宏觀尺度的多級次等級有序結構，以及網絡結構中聚合物鏈和銀納米線之間強相互作用，所構筑的彈性復合材料，能夠通過自身蜂窩結構形變和應力在整個網絡中均勻分散，從而避免單一結構受力，形成了可有效地弛豫外力和耗散斷裂能的協同機制。

由于動態可逆銀-硫鍵的巧妙設計，該彈性導體材料表現出快速而高效的愈合能力。在近紅外光誘導下，該材料在室溫條件下1分鐘內即可實現自愈合，愈合效率高達93%。同時，愈合后的材料仍然保持了優異的導電性能、機械性能和電機械穩定性。這一成果為研制具有優越力學、電學性能的可修復抗拉伸導體材料設計和構筑提供了新思路。

以上鮮為人知的材料研究方向，雖然聽起來不太靠譜但是都被在相關領域有了重大突破。不得不感嘆人類無窮的智慧以及對未知領域的探索能力。如果讀這篇文章得的你正在為材料科學奮斗著，請接受我最誠摯的敬意。如果可愛的你還知道鮮為人知的材料研究方向歡迎您的留言，與大家一起討論哦！