正文 第34章 地學(20)(2 / 3)

今天,這些激光晶體在軍事技術、宇宙探索、醫學、化學等眾多領域內都已得到了廣泛的應用。例如,激光電視、激光彩色立體電影、激光雷達、激光手術刀等都是激光晶體在這些領域內成功應用的結果。又如水中通信,由於海水對紅光產生強烈的吸收,而對藍、綠光則吸收得較少。因此,藍、綠光在海水中能夠傳播較遠的距離。利用這一特性,人們就可以利用激光晶體產生的藍、綠光進行水中通信和探索。

半導體晶體

由半導體晶體矽和鍺做成的各利晶體管,取代了原來的電子管,在無線電子工業上有著極其廣泛的應用。它們的出現使電子產品的體積大大獺小,成本大幅度降低。此外,光纖通訊技術也離不開半導體晶體。利用這種晶體做光源,人們就能在一根頭發絲般的光導纖維中傳遞幾十萬路電話或幾千路電視,從而大大提高了信息傳遞的數量和質量。

此外,還有許多晶體,如光折變晶體、電光晶體、聲光晶體、壓電晶體、熱釋電晶體、磁性晶體、超硬晶體等,它們在不同的技術領域中也起著重要的作用。

智能航空材料

科學家們正在研究一種智能型的材料,具備這種材料的飛機上的關鍵結構都有自己的“神經係統”、“大腦”和“肌肉”,它們能感覺到即將出現的危險並及時向操作人員發出警告。具體的設計構思是:在高性能的複合材料中嵌入細小的光纖,它們能像人的神經網絡一樣不斷地感受到外界的各種壓力,在外界壓力極端的情況下,光纖會自動斷裂,光傳輸就會中斷,從而向係統發出警報。目前這些研究還隻是處於實驗階段,還不能立即應用於實際中。

聚合物膜

為了使殘疾人能夠重新站立起來,科學家們想方設法地人工合成人造肌肉。科學家們指出:指揮肌肉發生運動的神經生物電使肌肉收縮和放鬆。當人觸電時,肌肉就會因為緊張而自動地收縮,神經生物電所起的也就是這個作用。人造肌肉正是通過這一原理,合成出一種材料,它遇到外界刺激時能夠自動地收縮或放鬆。

西班牙聖塞瓦斯蒂巴斯克大學的奧特羅和他的同伴們研究出了一種銀塑料膜,它能夠模擬人的肌肉纖維功能。它是由兩種聚吡咯銀和一種能導電的塑性材料組成的。當有電流通過時,根據電流的大小來決定人造肌肉的彎曲程度和變化的速度。

不斷發展的新材料料

新材料是指最近發展或正在發展之中的、具有比傳統材料更為優異的性能的一類材料。目前世界上傳統材料已有幾十萬種,而新材料的品種還在以每年大約5%的速度繼續增長。世界上現有800多萬種人工合成的化合物,而且還在以每年25萬種的速度遞增,其中相當一部分具有發展成為新材料的潛力。按照大的類別來說,可以把材料分為金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料及複合材料四大類。

新材料的開發與利用

長尺寸二硼化鎂超導線材

二硼化鎂超導體是日本科學家秋光純在2001年初發現的。這種材料的超導臨界溫度為零下234攝氏度,但它像鑽石一樣堅硬,無法使用通常的方法加工。日本物質和材料研究機構為此開發了用高強度的金屬包覆和壓軋二硼化鎂粉末製作二硼化鎂超導線材的枝術。

日立公司還開發了獨特的連續壓軋加工技術,具體程序是:在金屬管裏填充二硼化鎂粉末,然後使它通過有溝槽的滾軋機,在這個過程中溝槽逐漸縮小寬度,最後把它壓軋為所需要的線材。使用這種方法,二硼化鎂微粒的方向一致,密度高,製作出來的線材長達12米,厚度為0.3毫米,寬度為2.7毫米,而且,不需要熱加工處理。

該公司還使用這種超導線材製造了小型超導線圈,在零下269攝氏度的液氦中對它進行技術特性評估的結果是它能夠產生0.13特斯拉的磁場和105安培的臨界電流。這一指標創立了新的世界紀錄。

日本開發出“智能”玻璃

日本富士XEROX公司宣布,他們已成功地開發出根據氣溫變化調節透明度的“智能”玻璃。據悉,這種新研製的“智能”玻璃在氣溫上升時透明度降低,當氣溫下降時透明度加大。這種玻璃用在建築物窗戶上能提高空調器的工作效果,達到節能目的。

“智能”玻璃的結構實際上是在兩個玻璃層之間填入一種帶顏料的高分子微小顆粒。這種微小顆粒可隨著溫度的變化改變自己的體積,當溫度上升時,其體積最大可增大30倍,當溫度降低後又可恢複原狀。