科學(xué)家無(wú)時(shí)無(wú)刻不在尋找新材料，但很少有這么酷炫的。
從NASA所用的意念彎曲的輕質(zhì)固體，到可在手心熔化的金屬，Quora上整理了幾個(gè)最近的化學(xué)物質(zhì)。
氣凝膠：人類已知最輕的固體（Aerogel: The lightest solid known to man）
盡管氣凝膠外觀像云一樣，但它卻是一種強(qiáng)的固體，在手中的感覺就像硬質(zhì)泡沫塑料一樣。
這種不可思議的凝膠是世界上最輕的固體。
氣凝膠由美國(guó)科學(xué)家Samuel Kistler在1931年發(fā)明而來(lái)，被用于從彗星尾部收集粉塵、發(fā)展政府機(jī)構(gòu)支持的保溫帳篷、甚至是用于服裝制造，在極熱環(huán)境下起到保護(hù)人體的作用。
NASA稱之為“藍(lán)色煙霧”，因?yàn)樗雌饋?lái)就像是全息圖像。
Quora用戶AbhinashTummala這樣寫道，這種物質(zhì)如此炫酷的原因在于其看似矛盾的性質(zhì)。這種硬質(zhì)凝膠主要是空氣，因此非給常輕，像是海綿。但同時(shí)也善于驅(qū)熱。從下面的圖像可以看到，它可以使花朵免于強(qiáng)烈火焰的侵蝕。
氣凝膠具有令人難以置信的絕緣和隔熱性能。
組成氣凝膠的獨(dú)立分子也可以像迷你棒球手套一樣——毫發(fā)無(wú)損的捕獲快速運(yùn)動(dòng)的粒子。這就是NASA星塵任務(wù)中真正利用的。
科學(xué)家將硅基氣凝膠塑造成巨大的網(wǎng)球拍狀收集器，置于星塵號(hào)宇宙飛船外部。其目的在于毫發(fā)無(wú)損的捕獲Wild2彗星尾部脆弱的顆粒碎片。由于氣凝膠強(qiáng)度大且相對(duì)透明，科學(xué)家可以輕易的從中提取出顆粒并進(jìn)行分析。
氣凝膠前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)類似于果凍。果凍中的明膠與溫水混合，形成柔性的液態(tài)溶液。接著冷卻變硬，其化學(xué)結(jié)構(gòu)類似于毫無(wú)規(guī)律的毛線球。但是，一旦對(duì)果凍進(jìn)行加熱，它將會(huì)干燥并重新形成一坨果凍粉。
另一方面，氣凝膠不是由明膠制成，而是根據(jù)使用需求由不同的物質(zhì)構(gòu)成。最常見的是硅——地球上最豐富的礦物質(zhì)。不同于制作果凍的工藝，濕的氣凝膠經(jīng)過(guò)加壓的冷卻和加熱循環(huán)，使其在干燥后保持自身形狀。
由此產(chǎn)生的氣凝膠主要是空氣，但仍然是固體，且特別輕，就像是發(fā)泡泡沫或者是片狀的綠色泡沫，也就是假植物。
你可以通過(guò)以下工藝，自己動(dòng)手做一個(gè)氣凝膠。
鎵：室溫下熔化的金屬（Gallium: The metal that melts at room temperature）
就像Quora用戶XuBeixi寫到的那樣, 這種軟質(zhì)的閃閃發(fā)光的金屬很不尋常。低溫下，它表現(xiàn)為又脆又硬的結(jié)構(gòu)。但當(dāng)溫度升高到略高于室溫時(shí)，它將熔化成一個(gè)閃亮的液珠。
到目前為止，它主要用于智能手機(jī)的制造、航天航空以及電信行業(yè)。
雖然化學(xué)元素周期表中有這種化學(xué)元素，但它在自然界中的存量卻很少，在鋅礦和鋁土礦中發(fā)現(xiàn)有微量。然而，在Amazon上只需花費(fèi)10美元就能買到。
如果你把它糟蹋了，一定要讓它遠(yuǎn)離你的iPhone——因?yàn)樗鼤?huì)將其他金屬降解。
這是特別真實(shí)的，如果你手機(jī)上的鋁被劃傷，鎵將深入滲透到金屬晶格中。TechRax制作的這個(gè)YouTube視頻演示了熔化的鎵倒到iPhone劃傷的鋁殼上的情景：
幾個(gè)小時(shí)后，iPhone的外殼已經(jīng)完全腐爛。
金剛石納米螺紋：太空電梯實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)？（Diamond Nanothreads: Possible basis for a space elevator?）
施加巨大的壓力，再逐漸釋放，液態(tài)苯形成四個(gè)相連碳原子組成的鏈，這稱為四面體結(jié)構(gòu)。這使其成為迄今發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)最硬的材料。
這種新型人造纖維由碳原子構(gòu)成，其中碳原子排列成曲折結(jié)構(gòu)，令人想到金剛石，可能是制得的最強(qiáng)最硬的納米材料。
這種材料于2014年發(fā)現(xiàn)，非常薄，只有三個(gè)原子厚，比頭發(fā)絲薄得多。
由于這種材料是最近才發(fā)現(xiàn)的，其組成必須采用高分辨圖像來(lái)確定。
它的性質(zhì)和特性也需要更深入的理解，才能夠擴(kuò)大到商業(yè)應(yīng)用。
從地球延伸到太空的太空電梯概念
但是如果所有的這些都驗(yàn)證過(guò)，這種金剛石納米螺紋理論上足以構(gòu)建太空電梯。其他諸如鋼鐵，一旦延伸足夠長(zhǎng)，最終都會(huì)因自身的重量而坍塌。
磁流體：組成不可思議形狀的磁性液體（Ferrofluid: This magnetic liquid forms incredible shapes）
這個(gè)外形像豪豬的超細(xì)磁性顆粒（通常是鐵）懸浮液是一種液體，施加磁場(chǎng)后會(huì)開始跳舞并形成令人難以置信的結(jié)構(gòu)，Quora用戶Richard Tabassi這樣指出。
磁流體中每一個(gè)獨(dú)立的微小顆粒都用表面活性劑包覆，防止顆粒團(tuán)聚在一起，最終懸浮在液體（如水）中。這些顆粒不同于我們貼在冰箱上的磁鐵。科學(xué)家稱之是“順磁性”的，意思就是靠近磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)變成微小的磁鐵，與磁場(chǎng)中其他的微小磁鐵相互粘在一起。
磁流體于1963年NASA科學(xué)家Steve Pappell所發(fā)現(xiàn)，最初是作為火箭燃料，施加磁場(chǎng)推進(jìn)航天器。磁流體的奇怪之處在于即像液體又是固體。
YouTube網(wǎng)友提供的Ferrofluidvideos（磁流體視頻）顯示了在磁場(chǎng)的影響下，這種磁流體可做出的驚人的形狀和運(yùn)動(dòng)。
