下一代材料
超疏液材料:這種材料的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于浮游于水面的蟲子。它可以排斥油和水等流體。
拉脹材料:這種材料具有受拉膨脹、受壓收縮的力學(xué)特點(diǎn)。它可以廣泛應(yīng)用于防彈衣、包裝材料、膝部和肘部護(hù)墊、減震材料以及海綿拖把。
氣凝膠材料:一種用凝膠制成的超輕多孔合成材料,它是用氣體代替凝膠中的液體成分制成的。它的密度和導(dǎo)熱性極低,摸起來(lái)就像是聚苯乙烯。它的潛在應(yīng)用范圍包括隔熱、清理溢出液的化學(xué)吸收劑、電化學(xué)超級(jí)電容和減震。
熱雙金屬:在陽(yáng)光下,它可以讓玻璃窗變成遮光板,全天候自動(dòng)調(diào)節(jié)能量消耗。
智能材料:人們可以通過(guò)外界刺激物來(lái)極大地改變它的屬性。這些刺激物包括壓力、氣溫、濕度、pH值、電場(chǎng)或磁場(chǎng)。
功能材料
生物材料:這種材料要么取自于大自然,要么是在實(shí)驗(yàn)室合成的。它可以用來(lái)改善或取代人體的某些機(jī)能。未來(lái)的生物材料可以用來(lái)改善藥物運(yùn)輸或提高移植成功率。
電磁特異材料:這種獨(dú)特的材料可用非傳統(tǒng)的方式影響聲和光。它的潛在應(yīng)用范圍很廣,包括太空、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控、智能太陽(yáng)能管理、公共安全、超聲波感應(yīng)器以及保護(hù)建筑物免受地震影響。
石墨烯材料:這是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料。這種材料質(zhì)量很輕,潛在應(yīng)用范圍廣泛,包括具有更高強(qiáng)度硬度比率的元件、更低成本的太陽(yáng)能電池、更低成本的移動(dòng)設(shè)備顯示屏、為燃料電池汽車儲(chǔ)存氫能源、醫(yī)學(xué)傳感器、更快的充電電池、超級(jí)電容和化學(xué)感應(yīng)器等。
納米電子機(jī)械系統(tǒng):它是在納米級(jí)別上整合電氣和機(jī)械功能的設(shè)備。它通常會(huì)將納米電子設(shè)備與機(jī)械促動(dòng)器、水泵或馬達(dá)整合到一起,從而形成物理、生物和化學(xué)感應(yīng)器。
自組裝材料
自我修復(fù)材料:很多智能材料都整合了破損修復(fù)的功能。這種靈感來(lái)自于生物系統(tǒng),因?yàn)樯锵到y(tǒng)都具有受傷后自動(dòng)愈合的機(jī)能。自動(dòng)修復(fù)材料可以降低不同工藝流程的生產(chǎn)成本,提高零部件的使用期限,減少因?yàn)槟p導(dǎo)致的低效以及防止材料破損導(dǎo)致的成本增加。
控制自組裝材料:它具有類似有機(jī)體的自我復(fù)制功能,可以操縱單個(gè)原子。例如,精密3D打印機(jī)將能夠創(chuàng)造DNA、RNA或蛋白質(zhì)序列。
大規(guī)模自組裝材料:它可以讓混亂的元件變得規(guī)范有序。而做到這一切,它并不需要借助外力的作用,只需要通過(guò)元件之間的相互作用。這種材料可以自我修復(fù)。
納米工廠:在這里,納米機(jī)器可以通過(guò)機(jī)械合成讓分子結(jié)合形成更大的粒子,然后再用這些粒子來(lái)生產(chǎn)人們使用的產(chǎn)品。