1.“皇帝新衣”今谁做
安徒生的童话里有个“皇帝的新衣”的故事，揭露了皇帝的愚蠢和虚荣。那已是多少年前的虚构了，可是在美国的一家研究中心里，几个人整天凑在一起埋头苦干，可又看不见他们在摆弄什么。也是在做皇帝的新衣吗？
非也。他们是科学家，正在探索一个全新的领域--纳米技术。
纳米技术之所以吸引了许多人，是因为它有着难以想像的特性。用纳米大小的超细粉末制成的金属材料，其硬度要比普通粗晶粒金属的硬度高2~4倍；在低温下，纳米金属竟然由导体变成了绝缘体；一般的陶瓷很脆，但如果用纳米大小的陶瓷粉末烧制而成的陶瓷制品，却有着良好的韧性。不仅如此，纳米材料的熔点，会随着超细粉末的直径的减小而大大降低。如金的熔点是1064℃，但制成2纳米金粉末的熔点只有33℃。
2.神奇的陶瓷武器装备
陶瓷在战场上也是一位冲锋陷阵的好战士。
这是一个炮火连天的战场：A军数辆主战坦克正掩护步兵向B军阵地发起攻击；B军反坦克分队奋起反击，一发发反坦克导弹像长了眼睛似地准确命中目标，然而A军坦克好像只被轻“挠”了一下，仍继续前进，B军反坦克分队再次组织更加猛烈的反击，仍然无效。B军大乱，A军一举占领阵地。A军坦克之所以坚不可摧，复合装甲中的特种陶瓷材料所起的作用不可低估。
说起陶瓷，也经历了二三千年的发展，原是由天然无机物砂和粘土烧制而成，它的致命弱点是“脆”,一扔就碎、一碰就裂；加之经受不住急剧加热和急剧冷却，使其用途受到了很大的限制。进入60年代以后，陶瓷的生产技术取得了重大突破，专家们先后利用高纯度的天然或人工合成的无机化合物，研制出众多具有极高使用价值的特种陶瓷。特种陶瓷具有重量轻、硬度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等超常性能，特别是经过特殊加工的碳化硅、氧化硅等耐热陶瓷，即令在1500℃的高温下，变形也微乎其微。特种陶瓷的这些特性是金属材料及高分子材料所无法比拟的，古老的陶瓷旧貌换新颜。
陶瓷，尤其是氮化硅和炭化硅陶瓷具有高温强度、耐蚀性和耐磨性，用它们来制造发动机已成为当前世界各国奋力追求的目标。陶瓷发动机具有高效率、节能、减少环境污染等功能。
3.时代的分水岭
历史上经过了石器时代、青铜时代、铁器时代以至现在的高分子时代，那么，为什么划分时代要根据材料的不同呢？
有人把材料、能源和信息，称为现代社会的三大支柱。这就是说，如果把现代社会比作一座大厦，那么材料就是支撑大厦的一个柱子。人类社会和生产力发展的历史，可以说，就是一部人类掌握和利用材料的历史。
我国有5000年的文明史，从地下发掘的材料上追溯，人类的历史则开始于四五十万年前的猿人时代。考古学家在分析人类社会生产力和物质文明发展史时，找到了一个划分时代的明显标志，这就是材料的利用。
人类最初一个时代，就是石器时代。那时使用的是用石头打制的石器，这个时期叫旧石器时代，北京猿人就是处在这个时代。到了七八千年以前，人类使用的是磨制石器，还会用火烧制陶器，这个时期叫新石器时代。
称呼时代，从不同的角度有不同的叫法。如从能源来说，有人称今天为原子能时代；从开发空间来说，有人称今天为宇航时代；从信息来说，有人称今天为信息时代；从生物开发来说，有人称今天为生物工程时代。而我们这里所指的时代，则是从材料利用而言。
4.听得见虫子爬的声音吗？
仅凭你的耳朵，能否听得到虫子爬的声音？肯定听不到。但有一种材料能使你享受这绝妙的“声音”.
科学家使用的是一种叫“压电材料”的东西，它有一个神奇的特性：当你给它一点压力时，它就会产生电压，而且压力越大，它所产生的电压就越大。
用压电材料可以做出“压电元件”.这种元件的灵敏度极高，只要轻轻摸它一下，它就会产生电压。当然，它所产生的电压是非常非常小的。
一个虫子在压电元件上爬行，可以产生几十到几百微伏的电压，如果接上电压放大器，只要把这个电压放大千万倍，我们就从喇叭里听到虫子爬的声音。
嘘--
如果你说悄悄话的时候，声音一定要压得低低的呀！因为“压电材料”已被用于刺探情报。只要把它往墙上一贴，隔壁人的说话声被听得一清二楚。
5.学生超过了导师？
人们把低温状态的导体叫超导体，意思是“超级导体”.超导体的发现给人们最终消灭电阻带来了希望。
导体在超低温状态下为什么会出现“超导”现象呢？据科学家的解释说，在低温状态下，导体内部的原子被“冻僵”了，不再运动了。这就如同给电子开了一条通道，使电子可以畅通无阻地“通过”.
利用超导现象，人们可以做好多事情。如今飞驰的磁悬浮列车就是超导现象“送给”人类的礼物。
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超导现象
超导现象就是零电阻现象，用超导材料制造输电电缆，基本上不发热、不损耗，电缆的截面可以做得很小，从而节省材料，更重要的是可以避免能源的巨大浪费。
6.最难以消化的纤维
在日常生活中，用光来传递信息的情况很多。比如马路上的红绿灯、军事上的信号弹、机场上的导航灯等等。但是，这些光信号只能短距离传递。
科学家们想，电信号可以用电线传得很远很远，能不能用一种特殊的线来远距离传播光信号呢？光导纤维就是这样构思出来的。
光导纤维简称光纤，它实际上是一种很细很细的玻璃管。一般的玻璃管是透明的，如果用它来传导光，光线会从管壁漏出去。为了克服这个缺点，专家们把玻璃管做得很细很细，细得比头发丝还细。它的内芯具有非常高的折射率，外面的包皮则折射率极低，这样光线就不会泄漏到管外，而能在管里直来直去，畅通无阻。这种细玻璃管使古老的玻璃材料焕发了青春。由于它细得像纤维，所以叫光导纤维。
小档案光导纤维光导纤维能让一束光线从一端射入后顺着纤维管道从另一端射出。它的芯线是透明度极高的玻璃细丝。光导纤维是现代通信技术中的重要材料，在医学领域也有不俗表现。
7.道路上的传感器
人的皮肤是传感器，可以预测外部情况，那么，道路能不能也放这么一部传感器来监视路面使用情况呢？
目前，英国《水泥与混凝土研究》杂志报道，一种用新型混凝土拌和物铺筑的道路具有“智能”,它能非常细地显示在路面上行进的车辆的情况。
英国布法罗大学机械工程师德博拉·钟说：“用‘智能’混凝土铺筑的公路可以分辨出每一辆车的位置、重量和速度。”她认为这种能力可以使公路运输管理部门改变其监控超重卡车的方式。
“智能”混凝土之所以具有这种能力，就在于混凝土中含有短碳纤维，加入这种材料使得混凝土的电阻可以随着所受的张力和压力的变化而变化。智能混凝土中只需加入极少量（少于总体积的0.5%）的碳纤维。因为碳纤维比混凝土拌和物的导电性能强得多，这么一来，这种“智能”混凝土就变成了一个传感器。
8.大话玻璃
玻璃世家有很多孩子，听我一一道来。
不透明的玻璃。也叫金属玻璃，它是一种非晶态合金。而普通玻璃，是硅酸盐或硅的氧化物之类的东西，因为金属玻璃才能照不出影子。
变色玻璃是一种能自行调节透光性能的材料，可用于建筑物和车辆窗户的调光，以维持适当光强，隔绝有害光线。如用它制成的墨镜在阳光下颜色会变深，到了室内则恢复透明。
安全玻璃是由坚韧的塑料内层两片玻璃在一定温度和压力下粘连而成的，其塑料内层可以吸收冲击和爆炸过程中产生的部分能量和冲击波压力。安全玻璃具有防盗、防爆和防弹功能。
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玻璃幕墙
玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃，它是在浮法玻璃中添加微量Fe、Se等，经过钢化处理制成透明板状玻璃。它可吸收红外线，减少太阳辐射，降低室内温度。
9.高处不胜寒
在物质世界里，像水这样的很小很短的分子，是分子世界的“小人”.在分子世界里，还有一类“大个子”,它们是由许多重复结构单位组成的，像一根很长很长的链条，化学家把这类分子叫“高分子”.由高分子组成的材料就叫“高分子材料”.
大自然的有机化合物是天然的高分子材料，但是人造高分子材料的出现，才只有60多年的历史。人造高分子材料大体可以分成3类，它们就是塑料、合成纤维和合成橡胶。
人造高分子材料的新用途还是在许多高新技术中。如在航天技术中，可以用合成纤维制成耐辐射的宇航服。利用高分子材料可以制成各种人造器官代替人体器官，为病人带来福音。用它制造的人造血管、人造气管、人造骨、人造心脏瓣、人造关节、人造皮肤、人造肾等，都已经用在临床治疗中。
10.锁住记忆的方法
为什么录音机有记忆功能？是因为磁记录信息存储材料的出现。
新的磁记录材料正朝着两个方向发展：一是提高记录密度，就是在单位面积上记录更多的信息；二是提高信噪比，即使信号具有一定强度，而同时所引入的噪音尽可能的低。
经过几十年的发展，磁记录材料已经发展到连续薄膜磁记录材料。这大大提高了存储量。
20世纪80年代初出现的数字化光盘存贮技术开辟了光存贮发展的新道路。光盘存贮是通过调制激光束以光点的形式把信息编码记录在光学圆盘镀膜介质中。由于光盘读写时与记录介质无接触，因此它的噪声远比磁盘低得多，使用寿命也要长，可保存10年以上。它还具有保真度高，既可录放又可擦写等优点。
近年来，科学界一致认为今后的15年是光盘和磁盘兼容的时期。在不久的将来，人们将利用光存贮材料存贮量大的特点，将成千上万本书的内容存储在光盘里，实现像提公文包那样提起一个大型图书馆所存图书的美好愿望。
11.会跳的字
有一种跳字表，它表面的数字会自动跳动，这是什么原因呢？
我们都听说过液晶电视等。其实，跳字表的特殊材料就是液晶。
液晶对光、热、电和磁极为敏感。这是因为液晶分子排列十分奇特，通上电之后会产生“队形”变化。于是，就想到用它来显示字码。
阿拉伯数字中的0到9十个字，除8外，都可以用8来减少笔划组成。将8用7段笔划表示，减去一笔就是9或6、减去两笔就是5和2……如果用7条液晶来组成8字型电极，那么，哪一条通了电，它的分子就立刻改变“队形”,使光线通不过去，于是就可以看到某个数字字码。
将这种液晶显示的数码，装在石英电子手表上，看起来十分清晰，因此这种表就是全电子手表。
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液晶材料
液晶材料最早是用化学方法从动植物体内提取的，现在已经可以用人工合成的方法得到了。目前已经合成37000多种液晶，广泛地用在各个科学领域中。
12.战争带来的进步
战争是为热爱和平的人类所憎恶的，但有时，战争反而会促进科学的进步，比如说原子弹的发明。当年在法国还发生了这么一件事。
拿破仑三世被俘虏了，法国陷入一片混乱之中。入侵的普鲁士军队包围了巴黎。就在1870年围城的高潮中，人们第一次认识到微型照片的实用价值。
陷入重围之中的巴黎驻军急需接收驻扎在首都之外的法军总司令的指令，但要夹带许多密件越过敌人的防线是很困难的。这时，一位名叫普鲁登·达格罗恩的发明家想起了英国企业家约翰·丹瑟的一项成果。1853年，丹瑟曾把《泰晤士报》的一片版面缩成1/6厘米直径的一个点。
达格罗恩建议把至关重要的指示先印出来，拍成照片，而后缩小。用什么来携带胶片呢？达格罗恩的回答一点也没有技术性的味道。他说：“用鸽子。”法军这样做了，然而巴黎最终还是被攻陷了。
达格罗恩使用的还是丹瑟使用过的棉胶湿法。这种方法是：在玻璃板上涂着含有碘的棉胶作为负片，它在干燥之前即装入照相机内曝光，然后用连苯三酚或硫酸亚铁显影，用氰化物或硫代硫酸钠定影。
这技术没有挽救巴黎，但战争为人们探求这方面的发展提出了要求。
60年之后，为了保存和整理档案的需要，柯达着手研究半自动的拍摄文件的方法。20世纪30年代，银行和一些报纸用胶卷来贮存资料。1938年，在战争的阴影之下，大英博物馆用35毫米胶卷把馆中最有价值的书拍摄下来。间谍也发现这种方法很有效。
13.航天飞机的防火衣
在晴朗的夏夜，我们仰望星空，偶尔会看到有流星划过天际。流星是在太空里游荡的石块，当它们接近大气层时，会跟空气产生剧烈的摩擦而起火燃烧，这时就会看到流星划过的一条光亮的轨迹。可见，高速运行的物体与大气层摩擦会产生高热，使物体熔化，甚至起火燃烧。
为了解决这个问题，科学家们经过反复实验研究，终于找到一种碳复合材料，它能耐受1650℃的高温，用它涂在预先制成的硅纤维瓦的表层，再用几万块这样的防热瓦覆盖在飞机表层，就相当于给航天飞机穿上了“防火衣”.这种“防火衣”既耐高温，又能隔热，即使飞机表面热得发红发白，机舱内始终保持在19℃左右，这种温度正适合宇航员工作。
14.理想道路全靠它
你知道如今公路上铺的是什么吗？对，沥青。
柏油是沥青的俗称，属于胶凝材料，最显著的特色就是具有很强的黏性、抗水性和防腐性。用柏油铺成的道路整齐、平坦，便于人车通行。
道路最原始的形态就是泥土路，泥土路是全靠人长年行走而踩出来的，就和现在乡间的羊肠小道一样，不仅崎岖不平，而且灰尘满天，下雨天就糟糕透顶了，一片泥泞，不仅行走困难，就连经过的车辆也会陷入泥中不能动弹，造成了诸多不便。
为了改变这种落后的状况，克服行路难，于是人们就想尽各种办法来改良路面。在泥土路之后采用的是石子或石板，来铺设道路。
经过继续不断的摸索，人们才终于找到了铺设道路理想的材料--沥青（柏油）。
15.放飞记忆
人是有记忆能力的，可是金属呢？它也有。1962年在美国海军一个研究所里，人们急需一些镍钛合金丝用于试验，可仓库里的合金丝全是曲曲弯弯的，冶金专家比勒吩咐用拉直机把合金丝拉直备用，可没想到刚过了一会儿，拉直的合金丝又弯弯曲曲了！如此几次比勒意识到，这里面也许有文章。经过观察实验，他发现拉直的镍钛合金丝加热到一定温度就会恢复到原来的形状！这是一个重大的发现，人们纷纷开始了寻找，结果发现许多合金都有这种“记忆功能”.
70年代美国的奇韦·班克斯利用记忆合金在不同的温度会按“记忆”变形的特点制造出发动机，它不用燃料，没有污染，只需要两种不同温度的水！现在这种发动机功率已达20瓦，是一种很有前途的动力。
