这些新材料真是神了

【美国《未来学家》双月刊９—１０月号文章】题：会思考的桥、带感情的飞机，智能材料孕育高技术奇迹　　
一条抗碾压公路在需要维护时会召唤护路队；一架壳体中安装了传感器的飞机能听到金属疲劳的警报；一座桥梁在强风或超载情况下造成应力突然增加时将能够自行加固。　　
据《明天的希望》一书作者马文·塞特龙和欧文·戴维斯说，因为“智能”材料开始改变世界，所以上述成就可能不超过２０年就会变成现实。神奇的智能材料　　
无源智能材料可能不久就会自我监测，并向计算机报告监测结果。未来的桥梁可能密密麻麻地布满了“神经”——埋在混凝土中的光纤和数据通道，用于检测结构裂隙和超乎寻常车流量引起的振动。桥梁能够对这类信息作出相应的反应，桥梁的“肌肉”因此会收缩，形成更强的支撑；其他桥梁“肌肉”则可能会修复出现的任何一个裂隙，就像人体细胞修复伤口一样。据塞特龙和戴维斯说，智能悬索桥可能会在２０年之内问世。　　
这两位作者描述了四种不同的人工“肌肉”，这些人工“肌肉”现正用来改变智能材料的状态、形状和硬度。每种肌肉都各有优点，也各有其局限性，而且所有这四种肌肉都得到了实际应用。　　
●形状记忆合金　适用于应力稳定或应力交变性的工作，对其强度不能要求过高。这类金属变化速度缓慢，但是耐用。镍基和钛基合金在折弯和拉伸幅度达原始长度８％的情况下仍然能恢复原状。形状记忆合金今天用于机械臂和显微操纵器中。　
　●压电材料　
变形速度快，对电流变化和收缩变化几乎可以立即作出反应。这类材料用于扬声器和喷墨打印机打印头中。　　
●磁致伸缩物质　随磁场变化而变化，而不是随电流变化而变化。虽然这种材料伸缩范围有限，但是因其非凡的强度使其在电机和声纳发射机上得到应用。●电流变液体和磁流变液体　
置于电场和磁场环境中时，这类奇异的液体只需千分之几秒就变成黏稠而又冰凉的糖蜜状。这种神奇的性能在离合器和制动系统中得到成功应用。　　
塞特龙和戴维斯说：“要是没有这些一个世纪前还不可想象的材料，绝大多数我们已习以为常的优越性能就可能不会有了。”材料学的进一步发展，很快会为建设一个灵巧而又坚固的新世界提供种种手段。未来的新星：超导材料　　
超导材料将会大大提高能源利用效率，而能源利用效率也会使基础设施领域的面貌发生改观。研究人员已经设计出新型超导电缆，可以取代目前远距离输电所使用的耗电较多的铜缆。到２０１０年前后，美国和日本全国以及欧洲大部分地区可能会利用这类超导电缆输送电力。　　
超导领域的最新进展可能会使２１世纪的航运、铁路以及其他基础设施面目一新——将一根超导线材绕成线圈，它便会成为一个体积相当小而磁场强度非常大的电磁体。　　
超导体的应用前景将是广阔的：大阪大学科学家和几家日本制造公司已经建造了第一艘由“磁流体动力（ＭＨＤ）推进器”驱动的与实物一般大小的轮船，磁流体动力推进器是由超导磁体加速的水流喷射器。尽管这艘“大和１”号船的速度仅达６节，而且因为体积过小而尚无法载货，但是设计人员预测，货船和旅游船最终会在磁流体动力推进器的驱动下以６０节的速度行驶。　　
降低了磨擦损耗的轴承，将使巨型电机的性能得到提高，工厂、灌溉泵、炼油厂和化工厂等就是在这类电机的驱动下得以运转的。用超导磁体取代常规铜线所绕制的磁体，可以使粒子加速器、磁矿分选机和医疗成像系统等设备的体积变小、能耗降低，有些情况下甚至还能降低成本。