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10种神奇的材料可以改变我们的技术

要闻 2019-12-31 11:26:11

如果你把今天的平板电脑十年前的电脑,很明显,技术以惊人的速度发展,但当我们产品更小,更强大和更便携设备十年前我们使用他们仍然基本相同的材料制成的。

这种情况即将改变。硬件设计师很快就会有一套全新的玩具,这些玩具将改变我们周围的技术。以下是十种可能产生巨大影响的材料。

包括苹果(Apple)在内的智能手机公司都非常热衷于使用液态金属,原因显而易见:液态金属的强度是钛的两倍,具有超强的抓痕和耐磨性,可以塑成难以置信的复杂形状。

本周有关苹果的传言称,苹果正在考虑将其用于iWatch机壳和未来的ipad,但目前为止,苹果的液态金属冒险还没有超出iPhone 3GS的SIM卡喷射器工具。

石墨烯让很多人兴奋不已:诺贝尔奖得主安德烈·海姆(Andre Geim)说:“它是你能想象到的最薄的材料……它也是迄今为止所测量到的最坚固的材料;这是我们所知道的最硬的材料;这是最具弹性的晶体。”

石墨烯晶体管可以使计算机运行速度大大提高,电池性能也会大大提高。石墨烯晶体管的副产品石墨烯是一种透明、轻便、灵活的材料,可以把我们的衣服变成计算设备。

我们都熟悉康宁的Gorilla Glass玻璃,这种超级坚固的玻璃用于智能手机屏幕。柳木玻璃是它的继承者,它令人难以置信的薄——它的厚度和标准的复印纸差不多——和灵活性——它可以弯曲成曲线的形状——意味着未来的触摸屏设备不必是厚的或平的。

它可以用与新闻纸差不多的方法生产,而且康宁公司称“这种玻璃的厚度没有已知的限制。”

想要一部可弯曲的智能手机还是一台曲面电视来玩游戏?LG和三星正在研究这个问题:两家公司都在试验柔性OLED显示器,这种显示器的制造过程类似于喷墨打印,可以制造出可弯曲、可滚动的屏幕。

三星在消费电子展上展示了一款可弯曲的手机,我们预计LG的曲面电视将在今年晚些时候上市。

Starlite是一种塑料,它能够承受难以置信的热量——核爆炸的热量——并且可以被塑成任何形式,尽管我们已经知道它20年了,但它从来没有被用于任何商业产品。

这是因为来自约克郡的发型师莫里斯·沃德(Maurice Ward)非常担心有人会窃取他的发明,所以他拒绝授权。沃德于2011年去世,目前还不清楚他的配方到底出了什么问题:有人说整件事是一场精心设计的骗局,也有人说这是真的,沃德的家人至今还留着。

如果他们这样做了,他们就像坐在一座金矿上:正如詹姆斯•里温顿所解释的那样,“它的应用几乎是无限的”——但“没有任何科学头脑能够弄清楚它是如何工作的”。

你已经知道纤维素,一种制造树皮和植物茎的材料,但你可能不知道,如果你摆弄它的化学结构,你可以创造出人类已知的最坚固的材料之一。

它很轻,可以导电,如果你把它和石墨混合,你可以用它来制造可弯曲的电池。不仅如此,你还可以用它来制造防弹衣、更轻、更高效的交通工具和灵活的手机——因为它本质上是木浆,所以也可以回收利用。

顾名思义,泡沫金属是一种有很多小孔的金属:它是一种含有大量气孔的金属结构。它非常坚固,但由于超过四分之三的空间是空的,所以它也特别轻。

这使得它特别适合应用包括假肢骨骼和关节,建筑,隔音和隔热。这对汽车制造商来说尤其有趣:它是一种非常有效的减震器,既能增加强度,又不会增加重量。

生物塑料已经出现有一段时间了——NEC公司6年前就开始大力宣传它们——但它们还没有成为主流。

这是因为尽管它们有环保的资质——普通的塑料通常来自化石燃料,不会生物降解,但生物塑料是由植物油和纤维素等天然资源制成的,而且/或者不会永远堵塞填埋场——它们的生产成本一直很高。

这种情况正在慢慢改变,根据欧洲生物塑料贸易组织的数据,生物塑料市场正以每年超过20%的速度增长。

太阳能的一个大问题是太阳能电池板的效率低得可怕:今天,20%的效率被认为是相当好的。斯坦福大学的研究人员认为,金“纳米点”可以制造出更薄、更高效的太阳能电池板。

与此同时,染料敏化太阳能电池(dssc)提供了与当前太阳能电池板类似的效率,但成本要低得多,从而降低了太阳能发电的每瓦成本。dssc使用钙钛矿,这是一种丰富的矿物质,你也可以在压电元件和燃料电池中找到。

加州大学伯克利分校的工程师们发明了他们所谓的电子皮肤,这是一种塑料薄膜,每个像素都包含一个晶体管、有机LED和压力传感器。

它很灵活,几乎可以贴到任何东西上,可能的应用包括汽车上的触摸感应控制,可以作为触摸屏的壁纸,或者具有非常灵敏触觉的机器人。

该研究的联合首席作者王川(音)说:“我还可以想象把电子皮肤绷带应用到胳膊上,作为持续检测血压和脉搏的健康监测器。”

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