（文章來源：上海錦町）
新材料的發(fā)展的速度越來越快，并且在很多領(lǐng)域都取得了突破性的進展。下面給大家介紹一下最近我關(guān)注到的幾個值得大家都關(guān)注的材料科學(xué)的進展，而且我認為未來幾年里，這些進展很可能會大規(guī)模地進入產(chǎn)業(yè)界，從而形成一個材料科學(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)在面臨的一個很大的問題就是散熱。電子產(chǎn)品越做越小，看看你手機里有多少零件就知道了。但是這些小的電子產(chǎn)品在運轉(zhuǎn)的時候會產(chǎn)生大量的熱，如果不能及時散熱的話，這個產(chǎn)品就不能夠順利地使用了，甚至有手機爆炸的現(xiàn)象出現(xiàn)。散熱一直是個老大難的問題，因為我們都知道熱能是從中間向外面逐漸傳遞的，中間如果不斷產(chǎn)生熱能的話，溫度一定是最高的。

但是我們都知道，比如說聲波，其實它就是一種波的形式，我們說的任何話，聲音出來以后迅速向周圍傳播，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散，而是立刻就沒聲了。所以聲波是像波一樣向周圍傳遞的。

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，其實熱也能像聲波一樣，會迅速地像漣漪一樣向周圍傳開，造成中間迅速變冷，而周圍熱度在一圈一圈地增加。也就是說我們原來以為熱是一種逐漸傳遞的物質(zhì)，只不過是因為熱這種波碰到周圍的環(huán)境會產(chǎn)生一個又一個的擴散，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純凈的物質(zhì)，就不會形成擴散，這時候熱就會像波一樣傳導(dǎo)。這種物質(zhì)是什么呢？其實很簡單，就是特殊制備的石墨烯。

也就是說，未來在我們的手機里面，在最需要散熱的部位貼上一層石墨烯的膜。這層膜會造成手機里產(chǎn)生的熱量迅速地傳導(dǎo)出來，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，集成更強大的計算能力，形成更微小的產(chǎn)品。微小的產(chǎn)品有什么價值？很多時候就是大小耽誤了我們對產(chǎn)品的使用。

所以隨著現(xiàn)在消費電子，汽車電子的小型化，集成化，連接器，傳感器，微型開關(guān)等電子會采用像C17200,C18080,C18070,C15100,19010,C70250等的一些高性能銅合金材料，材料厚度越來越薄，強度性能要求越高，滿足電子產(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)一個神奇的角度，這個角度是1.4度，就會形成一個超導(dǎo)的界面。我們都知道超導(dǎo)研究是非常有價值的。為什么電路里面會形成熱量，就是因為導(dǎo)體里存在電阻。當一個導(dǎo)體完全沒有電阻，也就是超導(dǎo)狀態(tài)的時候，它就不會產(chǎn)生熱量了，也就是說你不管有多少計算，它都是沒有熱量的，所以未來計算超導(dǎo)也是很重要的一部分。

超導(dǎo)以前最大的問題就是所謂“低溫超導(dǎo)”，要在很低的溫度才能實現(xiàn)。曹原的研究成果就是高溫超導(dǎo)，不需要特別低的溫度。當然，它離室溫還有差距，所謂高溫是指的相對于絕對零度而言的高溫，比絕對零度高幾十度、一百度，那離現(xiàn)實還差著一兩百度，基本上零下兩百度左右的水平算是高溫超導(dǎo)。那么會不會隨著納米科技的進步，我們能找到室溫超導(dǎo)的材料？我相信一定會有那一天。當然，一旦找到了室溫超導(dǎo)材料，整個電子產(chǎn)業(yè)可能就會產(chǎn)生一場革命了，因為今天我們面臨的很多的問題，能耗問題、散熱問題、計算問題都會出現(xiàn)顛覆，所以材料科學(xué)真的非常值得期待。

另外一個值得期待的進展，就是有科學(xué)家在催化劑的效能上找到了提升的途徑。最近有一個介紹，就是政府在推動氫能源車的發(fā)展，坦白講我認為我們政府在推動電動車的發(fā)展上非常成功，而電動車產(chǎn)業(yè)一旦確立了它的優(yōu)勢之后，不宜立刻去推動它的競爭性技術(shù)，所以其實現(xiàn)在不宜推廣氫能源汽車。當然，氫能源汽車背后也還有技術(shù)不成熟的問題，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力，而水是到處都可以獲得的，似乎取之不盡，用之不竭。但實際上有個現(xiàn)實的問題，就是水解氫付出的能量比收獲的能量有時候還會高，也就是說水解氫需要大量的能量來產(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了你獲得的能量，它是不值得的。

但是，有一個辦法能解決。制備能量相當于我要想到山的另一邊，我要爬過一個很高的山，所以我要耗很多的能量。但是用催化劑的辦法，相當于在山中間打了一個隧道，也就是說我不需要耗這個能，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，是因為催化劑要和每一個分子，甚至原子去接觸才能產(chǎn)生催化作用，這個分子、原子的接觸都是需要時間的。

提升接觸的效率，就能提升催化的效率。他們在催化的時候同時加上了超聲波，使得分子振動的頻率加快，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。也就是說某一天，水解氫會不會通過催化劑在低能耗的情況之下實現(xiàn)呢？我認為至少理論上往前邁了一大步，這個可能性大大地增加了。

當然，材料科學(xué)的進步不只是理論上的，有很多現(xiàn)實里的進步也非常了不起。美國亞利桑那州立大學(xué)教授姜漢卿的科研成果，他做了一個很了不起的材料上的突破。我們都知道，可食用的材料其實是最好的，為什么呢？因為如果我做體內(nèi)檢測的話，我把它吃掉以后它會自然地被排泄出去。但是，可食用的材料怎么做成電子產(chǎn)品是一個老大難的問題。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)在做出一個產(chǎn)品，是可食用材料制成的測胃酸的膠囊。把膠囊吃下去以后不到一分鐘的時間，在體外用一個讀數(shù)器就能讀出你的胃酸數(shù)據(jù)。因為現(xiàn)代人生活壓力大，工作壓力大，容易造成胃酸過多。胃酸過多往往要到胃穿孔、胃潰瘍的程度大家才發(fā)現(xiàn)。但是，如果你能夠早期檢測出胃酸過多，無疑是所有現(xiàn)代人的福音。但是以前檢測胃酸過多的手段只有胃鏡，這是非常痛苦的，要把一個細長的管子從嘴里吞咽下去，一直伸到你的胃里?，F(xiàn)在就很簡單了，用一個小小的膠囊，吃下去以后就可以讀出數(shù)來，而且不用管這個膠囊，它會被自然分解排出，對人體完全無害。

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