用石墨烯、碳來形容這個時代 真的好嗎?
過年時候,與一位遠房親戚聊天,聽說我是學材料的,便一個勁地夸材料有前途。問起為何有此觀點,他回答網上經常有評論什么21世紀是石墨烯時代、碳時代,新材料時代,總之都是材料,比其他專業有前途得很。好吧,雖然我對材料充滿信心,但絕不應該是這個理由。
說起來,我們正處在極其幸運的時候,僅僅十幾年,就經歷了很多個“時代”。
21世紀一開始,就被人預言成“納米時代”。因尺寸縮小到納米尺度所帶來了小尺寸效應、量子效應、表面效應,讓納米材料具有了獨特的物理性能、化學性能,也在很多領域產生了優秀的成果。例如計算機芯片,已經是35納米、22納米,正在朝著15納米的方向進軍。至于納米發電機、納米機器人之類,還是躺在實驗室里或者學術論文之中。
沒過幾年,21世紀成了“碳的時代”。首先引發人們遐想“碳時代”的是足球烯以及隨后碳納米管的發現。足球烯擁有很多優異性能,如超導、強磁性等等,而碳納米管具有高模量高彈性,良好導電性,傳熱性能等優秀性能。
到了近幾年,21世紀又變成了“石墨烯的時代”。相比跟它同族的足球烯、碳納米管,石墨烯的實力最強勁,儼然已是碳家族的代言人。它是最堅硬的納米材料,電阻率極低,導熱系數驚人,被科學家們稱為“材料之王”。
但是,用它們來定義21世紀真的好嗎?
誠然,這些材料(當然,納米是一種尺度,并非一種材料)擁有過人之處,可能在未來會對人類生活、生產產生相應的影響或者改變。
不過,且不論它們是否真的在未來會帶來天翻地覆的變化,我們同樣有其他性能非常優異的材料,極具潛力改變人類社會。
設想一下,如果發現了廉價的室溫超導材料,并將之應用,發電機的效率、發電容量均會大幅提升,遠距離輸電線將不再有損耗,每年可節約巨量電能,由此能源危機說不定引刃而解。而超導電子計算機、超導磁懸浮列車、可控核聚變超導磁體等等,也無不是在展示超導材料的威力。
碳纖維因低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、抗疲勞、震動衰減性高、電及熱導性高、熱膨脹系數低等等,被科學家稱作“新材料之王”(又一個材料之王)。相比它的同族,碳纖維才是現在時,已經在航空航天、汽車、風能發電等等領域展露頭角。
稀土材料、鈦合金、多孔材料、智能材料、先進高分子材料……無不擁有其他材料不可比擬的優異性能,同樣也會在自己的領域內改變人類世界。若論前景與貢獻,比之被用來形容21世紀時代的材料,也不逞多讓。
現代社會,早非遠古聊聊可數的幾種材料可以使用,而是一個新材料百花齊放的時代。層出不窮新材料正在一次又一次的顛覆人類的認知,即使是歷經幾千年發展的傳統材料,在新技術下也煥發出新的活力。
而今天,21世紀僅僅走過了十幾個年頭而已。
另外,還用材料形容今后的時代,真的好嗎?
上個世紀下半葉大放異彩的材料屬硅無疑,無怪乎人們將20世紀稱為“硅的時代”。但是,到底是硅成就了計算機,還是計算機成就了硅?如果沒有計算機技術巨大威力,硅今天或許仍然只是沙子。
回到文章開頭的話題,我認為材料有前途,但比其他行業更有前途?未必!
本文為材料人協會會員youseeme投稿,材料牛編輯整理。
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