科技與産業革命④

　　從泥瓦磚木，到銅鐵鋁鋼，再到碳纖維、石墨烯，伴隨著文明和科技的進步，人類對材料開發利用的廣度和深度逐步加大加深。如今越來越多的新型材料走入科學家的視野，新材料技術的突破，將伴隨著新一輪産業革命，改變我們所處世界的屬性。有理由認為，未來人類任何“高大上”的宏偉工程，都有著看似“細小微”新型材料的支撐，而我們在衣食住行和絢爛生活中，亦當隨處可見它們的身影。

　　平地起高樓，傳統材料不退色

　　對工具的使用，被認為是人類和其他哺乳動物的一個本質區別。人類對材料的利用，則從這一本質區別開始。且看考古學家對人類史前歷史的三階段劃分——石器時代、青銅時代、鐵器時代，即可見人類發軔階段使用材料的進化歷程。雖然這一進化歷程漫漫數十萬年，但正是它們的進化，最終導致了人類文明史上第一次産業革命——1萬年前農牧業的出現。

　　人類文明的發展，使得材料的進化樹上不斷添加新的分支，而如今被視為傳統材料的清單中，不斷有新成員加入，儘管它們當初也曾有著新材料的名分。這些材料在成長，但並未老去。高樓平地起，從數千年前的巍峨金字塔、莽莽萬里長城，到今天雄偉的跨海大橋、鱗次櫛比的摩天大樓，從巨石磚瓦，到鋼筋水泥，傳統材料的名單雖在逐漸拉長，但它們的作用依然，始終是人類社會生産生活的重要基石。

　　可以説，一磚一瓦，一木一石，它們都承載著人類的文明。或許有一天，某些材料最終會被新的材料取代，但它們對人類文明發展的貢獻卻永不退色。

　　空中建樓閣，新型材料産奇跡

　　空中建樓閣，是人類的一個夢想，曾那麼遙不可及，如今卻在逐漸變為現實。空客380和波音787的飛翔，讓我們體會到遨遊天際的舒適與快感；國際空間站的建立，使人類有機會站在太空審視我們的星球。這些都得益於科技的進步，其中也都有著新材料的功勞。

　　巧婦難為無米之炊，沒有材料，再高明奇巧的設計也只能永遠停留在紙面上。缺了土石，古人無法建造遮風避雨之所；沒有紙張，先祖的文明也難以傳承。歷史證明，材料是人類社會發展的物質基礎和先導，新材料更是人類社會進步的催化劑。

　　新材料創造的奇跡不勝枚舉。超材料技術的突破，使哈裏·波特的隱身衣從魔法世界走進我們的現實生活；先進複合材料的大量使用，讓越來越大的人造物體能夠擺脫地球引力而飛入太空。新材料的研發無止境。最近，清華大學和中科院理化所聯合研究發現，鎵基液態合金在“吞食”少量物質後，可以在各種形態和運作模式之間轉換，並實現自驅動快速前進。相信終有一天，經典科幻電影《終結者》中的液體金屬機器人會悄然來到我們的身邊。

　　新材料宣言，世界因我而改變

　　新材料涵蓋廣闊，金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料、先進複合材料，這些專業劃分或許讓門外漢難以適從。但不管怎樣，作為高新技術的基礎和先導，新材料的研究代表著人類對物質的認知和應用在向更深層次進發。它的發展，在促進資訊、能源、生物等技術革命的同時，對製造業、運輸業以及個人生活方式都産生著重大影響。正因如此，新材料才被人稱之為“發明之母”和“産業糧食”，成為21世紀最重要和最具發展潛力的領域。

　　石墨烯是目前新材料中最受關注的一種。它所具有的超強韌性、導電性、導熱性以及透光性等特性，使其擁有巨大的發展空間，能夠廣泛應用於電子、航太、生物醫藥等領域，而它的商業化應用，則將帶動資訊、能源、生物等一系列産業走向變革。2013年初，歐盟委員會將石墨烯科技列為兩大“未來新興旗艦技術項目”之一，並會在未來10年內投入10億歐元研發經費；日韓德英等國家也都把石墨烯材料及産品定為未來革新産業之一，投入鉅資推動石墨烯研發和商業化應用研究；作為全球技術實力最強的美國，更是在石墨烯研發方面走在世界前列，早在2006年至2011年這5年間，美國國家自然科學基金（NSF）關於石墨烯的資助項目就高達200項，近幾年，美企業和研究機構在石墨烯領域的研發成果更是層出不窮。

　　材料世界是神奇的。在英國倫敦大學學院有一個材料收藏館，館中陳設的2000多種材料五花八門，從自然生成的煤到人類智慧傑作的生物玻璃，從廉價的木材到貴重的金屬，讓參觀者目不暇接。置身其中，你會在了解它們的過程中默默感受到人類文明的進步，似乎每一種材料都在説：“世界，因我們而改變！”