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《新型材料》
如图所示是科技馆内展示的新型材料:纳米材料、复合材料和双向记忆合金.
纳米材料是指由颗粒尺寸在 1﹣﹣100nm 之间的超微颗粒组成的材料.纳米是一个极小的长度单位,当材料颗粒小至纳米级别时,会赋予该材料很多特有的性质,是普通材料无法比拟的.
复合材料是两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料.从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成,也是复合材料.由于复合材料的重量轻、强度高、加工成型快、耐腐蚀性能好等特点,不仅广泛应用于汽车、健身器材、建筑、家居等方面.随着现代科技的发展,复合材料在航空工业上也起到十分重要的作用.
用酒精灯给双金属片加热,双金属片发生弯曲,原来这个受热弯曲的金属片是由两种不同的金属贴合而成的,各种金属都有热胀冷缩的特性,而不同的金属随着温度变化热胀冷缩的程度不同,金属片于是就会发生弯曲.例如铁片和铜片组成的双金属片,铜片的膨胀系数比铁片大,温度高时,膨胀得比铁片多,就会弯曲.双金属片的这种性质在生活中有很多应用.
石墨烯--改变世界的神奇新材料
一片碳,看似普通,厚度为单个原子,却使两位科学家获得诺贝尔奖,这种全新材料名为“石墨烯”.
石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,作为电导体,它有着和铜一样出色的导电性;作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好,而且它几乎是完全透明的,利用石墨烯,科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料.比如,石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管,因此有希望应用于全新超级计算机的研发;石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板,甚至太阳能电池.如果和其他材料混合,石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体,从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性,从柔性电子产品到智能服装,从超轻型飞机材料到防弹衣,甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料.因此,此应用前景十分广阔.
北京8分钟
2018年平昌冬奧会闭幕式上,“北京8分钟”表演惊艳全世界,同时宣告冬奥会进入北京时间.短短8分钟的表演蕴含着大量的“中国智慧”和“中国制造”。闭幕式上,演员穿着大尺寸的熊猫木偶道具(如图所示)进行轮滑表演,给人留下了深刻印象。制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新,经过反复对比和测试,最终确定用强度高、韧性好的铝合金管材和碳纤维条作为制作材料.最终版的熊猫木偶道具质量仅为10kg。装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演,为体现冰雪主题,大屏幕也使用了新技术,让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”,每块“冰屏”长3m,为保证“冰屏”具有较强的抗风能力,“冰屏”的整个结构非常精密,背后卡槽与屏之间的距离达到微米级,经过风洞测试,每块“冰屏”都能承受15m/s的风速,目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平。舞台上要求演员衣服轻薄,动作舒展流畅,由于现场气温低至-3℃,为做好演员的保暖工作,超薄保暖服釆用了超级新型纳米材料——石墨烯发热膜,石墨烯具有超高强度及很好的导热性能。演员上场前,需先对服饰内的电池进行充电,充电完成后,石墨烯发热膜保暖服可在-20℃的环境中工作4小时,确保了演员穿着舒适和演出成功。
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