科技与产业革命④

    从泥瓦砖木，到铜铁铝钢，再到碳纤维、石墨烯，伴随着文明和科技的进步，人类对材料开发利用的广度和深度逐步加大加深。如今越来越多的新型材料走入科学家的视野，新材料技术的突破，将伴随着新一轮产业革命，改变我们所处世界的属性。有理由认为，未来人类任何“高大上”的宏伟工程，都有着看似“细小微”新型材料的支撑，而我们在衣食住行和绚烂生活中，亦当随处可见它们的身影。

    平地起高楼，传统材料不退色

    对工具的使用，被认为是人类和其它哺乳动物的一个本质区别。人类对材料的利用，则从这一本质区别开始。且看考古学家对人类史前历史的三阶段划分——石器时代、青铜时代、铁器时代，即可见人类发轫阶段使用材料的进化历程。虽然这一进化历程漫漫数十万年，但正是它们的进化，最终导致了人类文明史上第一次产业革命——1万年前农牧业的出现。

    人类文明的发展，使得材料的进化树上不断添加新的分支，而如今被视为传统材料的清单中，不断有新成员加入，尽管它们当初也曾有着新材料的名分。这些材料在成长，但并未老去。高楼平地起，从数千年前的巍峨金字塔、莽莽万里长城，到今天雄伟的跨海大桥、鳞次栉比的摩天大楼，从巨石砖瓦，到钢筋水泥，传统材料的名单虽在逐渐拉长，但它们的作用依然，始终是人类社会生产生活的重要基石。

    可以说，一砖一瓦，一木一石，它们都承载着人类的文明。或许有一天，某些材料最终会被新的材料取代，但它们对人类文明发展的贡献却永不退色。

    空中建楼阁，新型材料产奇迹

    空中建楼阁，是人类的一个梦想，曾那么遥不可及，如今却在逐渐变为现实。空客380和波音787的飞翔，让我们体会到遨游天际的舒适与快感；国际空间站的建立，使人类有机会站在太空审视我们的星球。这些都得益于科技的进步，其中也都有着新材料的功劳。

    巧妇难为无米之炊，没有材料，再高明奇巧的设计也只能永远停留在纸面上。缺了土石，古人无法建造遮风避雨之所；没有纸张，先祖的文明也难以传承。历史证明，材料是人类社会发展的物质基础和先导，新材料更是人类社会进步的催化剂。

    新材料创造的奇迹不胜枚举。超材料技术的突破，使哈里·波特的隐身衣从魔法世界走进我们的现实生活；先进复合材料的大量使用，让越来越大的人造物体能够摆脱地球引力而飞入太空。新材料的研发无止境。最近，清华大学和中科院理化所联合研究发现，镓基液态合金在“吞食”少量物质后，可以在各种形态和运行模式之间转换，并实现自驱动快速前进。相信终有一天，经典科幻电影《终结者》中的液体金属机器人会悄然来到我们的身边。

    新材料宣言，世界因我而改变

    新材料涵盖广阔，金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、先进复合材料，这些专业划分或许让门外汉难以适从。但不管怎样，作为高新技术的基础和先导，新材料的研究代表着人类对物质的认知和应用在向更深层次进发。它的发展，在促进信息、能源、生物等技术革命的同时，对制造业、运输业以及个人生活方式都产生着重大影响。正因如此，新材料才被人称之为“发明之母”和“产业粮食”，成为21世纪最重要和最具发展潜力的领域。

    石墨烯是目前新材料中最受关注的一种。它所具有的超强韧性、导电性、导热性以及透光性等特性，使其拥有巨大的发展空间，能够广泛应用于电子、航天、生物医药等领域，而它的商业化应用，则将带动信息、能源、生物等一系列产业走向变革。2013年初，欧盟委员会将石墨烯科技列为两大“未来新兴旗舰技术项目”之一，并会在未来10年内投入10亿欧元研发经费；日韩德英等国家也都把石墨烯材料及产品定为未来革新产业之一，投入巨资推动石墨烯研发和商业化应用研究；作为全球技术实力最强的美国，更是在石墨烯研发方面走在世界前列，早在2006年至2011年这5年间，美国国家自然科学基金（NSF）关于石墨烯的资助项目就高达200项，近几年，美企业和研究机构在石墨烯领域的研发成果更是层出不穷。

    材料世界是神奇的。在英国伦敦大学学院有一个材料收藏馆，馆中陈设的2000多种材料五花八门，从自然生成的煤到人类智慧杰作的生物玻璃，从廉价的木材到贵重的金属，让参观者目不暇接。置身其中，你会在了解它们的过程中默默感受到人类文明的进步，似乎每一种材料都在说：“世界，因我们而改变！”