随着科技的发展，新材料的出现带来了新的电子产品

（文章来源：上海锦町）
新材料的发展的速度越来越快，并且在很多领域都取得了突破性的进展。下面给大家介绍一下最近我关注到的几个值得大家都关注的材料科学的进展，而且我认为未来几年里，这些进展很可能会大规模地进入产业界，从而形成一个材料科学的小热潮。所以值得大家去关注。

我们都知道电子产品现在面临的一个很大的问题就是散热。电子产品越做越小，看看你手机里有多少零件就知道了。但是这些小的电子产品在运转的时候会产生大量的热，如果不能及时散热的话，这个产品就不能够顺利地使用了，甚至有手机爆炸的现象出现。散热一直是个老大难的问题，因为我们都知道热能是从中间向外面逐渐传递的，中间如果不断产生热能的话，温度一定是最高的。

但是我们都知道，比如说声波，其实它就是一种波的形式，我们说的任何话，声音出来以后迅速向周围传播，而中间就不再有声音了。你大吼一声之后，中间并不是由中间逐渐向外面扩散，而是立刻就没声了。所以声波是像波一样向周围传递的。

但是，现在MIT的科学家发现，如果给定某种特殊的材料，其实热也能像声波一样，会迅速地像涟漪一样向周围传开，造成中间迅速变冷，而周围热度在一圈一圈地增加。也就是说我们原来以为热是一种逐渐传递的物质，只不过是因为热这种波碰到周围的环境会产生一个又一个的扩散，所以这些波逐渐地叠加，造成中间是最热的。但是如果你能找到一种相对纯净的物质，就不会形成扩散，这时候热就会像波一样传导。这种物质是什么呢？其实很简单，就是特殊制备的石墨烯。

也就是说，未来在我们的手机里面，在最需要散热的部位贴上一层石墨烯的膜。这层膜会造成手机里产生的热量迅速地传导出来，它的传导效率就跟声波一样是非常非常高的，那么散热就不再是问题了。也就意味着，我们的电子产品还可以继续集成更多的东西，集成更强大的计算能力，形成更微小的产品。微小的产品有什么价值？很多时候就是大小耽误了我们对产品的使用。

所以随着现在消费电子，汽车电子的小型化，集成化，连接器，传感器，微型开关等电子会采用像C17200,C18080,C18070,C15100,19010,C70250等的一些高性能铜合金材料，材料厚度越来越薄，强度性能要求越高，满足电子产品功能性方面的需求。

另外，我们看到最近有一个科研成果，是一位著名的华人科学家做出的，他叫曹原，非常年轻，才二十三、四岁，MIT的学者。他做的科研成果也很了不起，他发现两层石墨烯只要稍微转一个神奇的角度，这个角度是1.4度，就会形成一个超导的界面。我们都知道超导研究是非常有价值的。为什么电路里面会形成热量，就是因为导体里存在电阻。当一个导体完全没有电阻，也就是超导状态的时候，它就不会产生热量了，也就是说你不管有多少计算，它都是没有热量的，所以未来计算超导也是很重要的一部分。

超导以前最大的问题就是所谓“低温超导”，要在很低的温度才能实现。曹原的研究成果就是高温超导，不需要特别低的温度。当然，它离室温还有差距，所谓高温是指的相对于绝对零度而言的高温，比绝对零度高几十度、一百度，那离现实还差着一两百度，基本上零下两百度左右的水平算是高温超导。那么会不会随着纳米科技的进步，我们能找到室温超导的材料？我相信一定会有那一天。当然，一旦找到了室温超导材料，整个电子产业可能就会产生一场革命了，因为今天我们面临的很多的问题，能耗问题、散热问题、计算问题都会出现颠覆，所以材料科学真的非常值得期待。

另外一个值得期待的进展，就是有科学家在催化剂的效能上找到了提升的途径。最近有一个介绍，就是政府在推动氢能源车的发展，坦白讲我认为我们政府在推动电动车的发展上非常成功，而电动车产业一旦确立了它的优势之后，不宜立刻去推动它的竞争性技术，所以其实现在不宜推广氢能源汽车。当然，氢能源汽车背后也还有技术不成熟的问题，技术不成熟的主要原因就是，如果你直接用水解氢，把水分成氧和氢就有了源源不断的动力，而水是到处都可以获得的，似乎取之不尽，用之不竭。但实际上有个现实的问题，就是水解氢付出的能量比收获的能量有时候还会高，也就是说水解氢需要大量的能量来产生水解，比如你用电解，你要耗大量的电才能把它变成氢，也就是你制备的能量超过了你获得的能量，它是不值得的。

但是，有一个办法能解决。制备能量相当于我要想到山的另一边，我要爬过一个很高的山，所以我要耗很多的能量。但是用催化剂的办法，相当于在山中间打了一个隧道，也就是说我不需要耗这个能，还可以到山的另一面，这就是催化剂的好处。但是传统催化剂的效率比较低，现在科学家发现催化剂效率比较低的原因，是因为催化剂要和每一个分子，甚至原子去接触才能产生催化作用，这个分子、原子的接触都是需要时间的。

提升接触的效率，就能提升催化的效率。他们在催化的时候同时加上了超声波，使得分子振动的频率加快，和其他分子接触的效率大大提升，这样能够使得催化剂的效能提升1000倍。也就是说某一天，水解氢会不会通过催化剂在低能耗的情况之下实现呢？我认为至少理论上往前迈了一大步，这个可能性大大地增加了。

当然，材料科学的进步不只是理论上的，有很多现实里的进步也非常了不起。美国亚利桑那州立大学教授姜汉卿的科研成果，他做了一个很了不起的材料上的突破。我们都知道，可食用的材料其实是最好的，为什么呢？因为如果我做体内检测的话，我把它吃掉以后它会自然地被排泄出去。但是，可食用的材料怎么做成电子产品是一个老大难的问题。姜汉卿教授原创性地把所有可食用材料的导电性作了系统的分析，然后突破性地利用可食用的材料做出了可食用的医疗器械。

他现在做出一个产品，是可食用材料制成的测胃酸的胶囊。把胶囊吃下去以后不到一分钟的时间，在体外用一个读数器就能读出你的胃酸数据。因为现代人生活压力大，工作压力大，容易造成胃酸过多。胃酸过多往往要到胃穿孔、胃溃疡的程度大家才发现。但是，如果你能够早期检测出胃酸过多，无疑是所有现代人的福音。但是以前检测胃酸过多的手段只有胃镜，这是非常痛苦的，要把一个细长的管子从嘴里吞咽下去，一直伸到你的胃里。现在就很简单了，用一个小小的胶囊，吃下去以后就可以读出数来，而且不用管这个胶囊，它会被自然分解排出，对人体完全无害。

坦白讲，这不是纳米层级，但是依然是材料的进步。材料科技有它的魅力所在，它总是会出人意料地取得某些让你觉得非常黑科技的科技成果，但同时又是很现实的应用。所以材料科技非常值得我们关注。
（责任编辑：fqj）