盘点：四种可以改变未来的新材料！

目前，许多国家都在加快信息化建设步伐，抓住世界信息技术革命和信息化发展带来的机遇，将会使我们的社会生活发生翻天覆地的变化。各国新材料，新技术，新研究不断实现突破，在你追我赶、争奇斗艳的步伐中，你get到它的亮点了吗？

一、能提高存储速度百倍的新金属芯片

更快、更密集的数据存储革命即将来临了吗？据英国《自然·物理学》杂志近日发表的一项研究，一个美国联合研究团队利用层状二碲化钨制成了二维（2D）金属芯片，其厚度仅三个原子！在更节能的同时，储存速度提高了100倍之多，为开发下一代数据存储材料奠定了基础。

当今世界所产生的数据比以往任何时候都多，然而我们当前的存储系统已接近大小和密度的极限，因此迫切需要相关技术革命。科学家正在研究数据的其他保存形式，包括存储在激光蚀刻的载玻片、冰冷分子、单个氢原子、全息胶片甚至DNA上。

在这次的新研究中，美国斯坦福大学、加州大学伯克利分校和德克萨斯A＆M大学的研究人员尝试了另一种方法，他们研发的新系统由二碲化钨金属组成，排列成一堆超薄层，每层仅有3个原子厚。其可代替硅芯片存储数据，且比硅芯片更密集、更小、更快，也更节能。

研究人员对二碲化钨薄层结构施加微小电流，使其奇数层相对于偶数层发生稳定的偏移，并利用奇偶层的排列来存储二进制数据。数据写入后，他们再通过一种称为贝利曲率的量子特性，在不干扰排列的情况下读取数据。

该团队表示，与现有的基于硅的数据存储系统相比，新系统具有巨大优势——它可以将更多的数据填充到极小的物理空间中，并且非常节能。此外，其偏移发生得如此之快，以至于数据写入速度可以比现有技术快100倍。

二、俄新型离子火箭发动机

据俄媒sputniknews报道，俄罗斯航天集团通报称，该集团旗下的凯尔迪什中心近日对ID-200 KR新型航天器离子发动机进行了点火试验，并获得了一次巨大的成功。未来，他们打算将这一“利器”用于轨道卫星的姿态调整，以及深空探测等航天器上。

据悉，这种新型航天器离子发动机主要通过电场中加速至高速的离子化气体喷射，从而产生了巨大推力。发动机的功率为3000瓦，比冲量更是达4500秒！值得注意的是，相较于一般的化学燃料发动机，离子发动机不仅比冲高，而且效率也更高。所以其用途也将更专业、操作也将更具有代表性。报道中指出，ID-200 KR新型航天器离子发动机还配备了具有增强机械性能的碳复合离子光学器件，而且研究人员在测试过程中开发了发动机控制算法。

亨索尔特公司获得德国联邦议院15亿欧元的预算投资，为德国欧洲战斗机开发有源相控阵雷达，为德国本国创造了高科技领域就业机会，也为联邦国防军提供新型国防装备提供了技术储备。这也预示着德国成功进入欧洲防务技术合作研发的主要梯队。

另外，该公司在位于乌尔姆的雷达研发中心雇佣了2000多名员工，并计划在欧洲战斗机雷达研发部门增设400个相关岗位，以保证项目的顺利进行。另外，公司将于与承包商空客公司、西班牙国防电子集团英德拉公司开展密切合作，快速推进欧洲战斗机雷达项目研制进程。

此外，德国联邦议院批准为德国海军采购四艘MKS 180多用途战舰的预算。亨索尔特公司将为战舰配装4部TRS-4D有源相控阵舰载雷达。TRS-4D雷达是成熟产品，已在几型德国海军战舰上部署服役。

三、我国科学家研制出仿生结构新材料

近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队发展了一种新型纳米纤维仿生结构材料的制造方法，成功研制了一类天然纳米纤维素高性能结构材料。这种新型仿生结构材料集成了轻质高强韧、高尺寸稳定性、抗热震、抗冲击、高损伤容限等多种优异性能，综合性能突出。它的密度仅为钢的六分之一，而强度、比韧性均超过传统合金材料、陶瓷和工程塑料。这种新型全生物质仿生结构材料有望替代现有的工程塑料，具有广泛的应用前景。相关研究成果于近日发表在Science Advances（《科学进展》）杂志上。

研究人员发现，该材料之所以具有轻质高强韧的性能，主要归功于材料微米级层状结构和纳米三维网络结构的设计。纤维素纳米纤维内部高度结晶可以提供极高的强度，纤维之间通过大量氢键等可逆相互作用网络进行结合，在外力作用下这种高密度的可逆相互作用网络可以迅速解离和重构，吸收大量能量，使材料在具有高强度的同时实现高韧性，克服了传统结构材料难以兼具高强度与高韧性的问题。

这种材料还具有极高的尺度稳定性和抗热冲击性能。在零下120℃到150℃的温度范围内，其热膨胀系数极低，即使温度改变100℃，其尺寸变化也在万分之五内，远优于航空合金材料和工程塑料，仅为航空铝合金的五分之一、工程塑料的几十分之一，与陶瓷接近。另外，在120℃和零下196℃之间进行反复剧烈热冲击循环测试下，该力学性能与尺寸依然高度稳定。

此外，该材料还具有极高的抗冲击性能、高损伤容限以及高能量吸收性能。分离式霍普金森压杆的超高速冲击实验结果表明，其在相当于一辆高速行驶的汽车的高速冲击下，表现出超高抗压强度。这主要是因为材料内在的三维纳米纤维网络在受到高速冲击时发生滑移，纳米纤维间的大量氢键发生迅速解离和重构，可将冲击动能吸收并转化为热量。未来该材料有望成为合金的替代品。