研究人员正在开发尖端泡沫、涂料、金属等物质，使我们的家园、车辆以及工具等更节能，更环保。

 

Wyss Institute, Harvard University

09 仿生塑料：昆虫表皮材料足够轻，因而可以飞行；足够薄，从而灵活性很高；强度很大，可以保护自身，因此在不增加重量和体积的情况下保护自身。哈佛大学的威斯研究所生物启发工程的研究人员开发了一种新型材料“Shrilk”，这种材料具有昆虫表皮的强度、耐用性和多功能性。Shrilk可用于制造可降解的垃圾袋和包装等。作为一种强度很高的生物相容材料，它也可用于缝合伤口或作为支架用于组织再生。

 

National Institute of Standards and Technology

08超薄铂金：在未来氢燃料电池汽车可以提供清洁出行交通工具，但是其成本仍然比较高，这是由于该电池中采用了铂金来促进化学反应。一种新型且便宜的沉积方法也许可以通过降低沉积层厚度来降低成本。目前采用的原子层沉积方法非常缓慢且非常复杂，而全新的方法则便宜且非常简单。首先将铂溶解，然后通过外加电压实现单原子层沉积。经过重复操作可以快速获得想要的原子层厚度。

Oak Ridge National Laboratory

07 更轻、更便宜的碳纤维：在未来汽车将会使用强度高且质轻的碳纤维复合结构材料来提高效率，但是低成本的碳纤维更符合市场的需要。由橡树岭国家实验室、产业界和学术界组成的团队正在努力制造更便宜的碳纤维。美国能源部为橡树岭国家实验室提供3.5亿美元的资金支持，用于建造以及维持实验室的运转。

Images-of-Elements.com, via WikiMedia Commons

06稀土磁体：稀土元素对于风力涡轮机、电动和混合动力汽车、消费电子产品等的制造是非常关键的。同时它们也非常昂贵，其来源几乎都是中国。电动马达使用磁铁将电能转化为机械能，而在其中加入稀土磁体可以使得小尺寸产生非常强大的磁场，从而可以让制造商能够构建更小、更轻的电动机。电子能源公司已经与特拉华大学的研究人员组成了研究小组，致力于开发增加稀土材料磁铁的电阻率的制造流程。他们的目标是通过增加磁铁的电阻率，从而降低电机的效率损失。

 

University of Chicago/Chris Strong

05 纳米晶体设计师：三位芝加哥大学的化学家提出了一种可将“原子设计师”植入新型材料中的方法，可使材料具有新的特性和功能。这些原子设计师是一些纳米晶体—这种纳米晶体足够小，从而会有新的量子现象，但是其又足够大，可以为新型功能材料提供壁垒，从而可用于吸收天阳能，以及量子计算领域。

 

Oak Ridge National Laboratory

04 坚如磐石的镀层：来自美国橡树岭国家实验室、美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和科罗拉多矿业学院的研究人员设计了一种铁基非晶合金涂层,可用于工业钻头、钻孔和切割机，从而使设备更耐用，即便是在重负载下也可以保持更久的时间。纳米涂层需要激光将合金粉末熔化在铣刀和其他隧道掘进工具的表面上。这种涂层的成本远低于传统材料，同时其更长的操作寿命可以提高隧道掘进过程的效率。

 

General Motors

03 变废为宝的热电材料：西北大学和密歇根州立大学的科学家开发了一种热电材料，可有效将废热转化为电力。这对于废热利用来说绝对是一个好消息。目前的热电材料由于其转化效率低从而限制了其商业应用。目前预计可将废热15％到20％转换为电力，从而实现更高的工业热电装换。废热循环系统可安装在汽车尾气系统中，也可用于处理来自玻璃和制砖工厂、炼油厂、化石燃料的发电厂和大型运输船和油轮的废气流。

 

University of Illinois / S. Brett Walker

02 电子墨水：量子电子可用于制造看起来奇怪但非常有用的半导体—这种半导体在内部是绝缘的，而在表面则是导电的。这种材料内部就像绝缘体一样，不能传导电子，而表面却可以传导电子，并且其传播速度接近光速，丝毫不受材料内部的影响。无金属的导电墨水可在显示屏、传感器以及电池的制造中扮演很重要的角色。伊利诺伊大学的研究人员已经开发了一种银基电墨水，当它蒸发时刻留下一个导电材料。

mycobond, via Flickr

01 真菌泡沫：Ecovative Design公司最初希望设计一个低成本、环保和具有高性能的泡沫塑料，例如将农作物废弃物、植物秸秆、水稻和小麦及蘑菇壳等（称为菌丝体）粘合在一起。该公司目前采用蘑菇材料来制备生物降解材料—基于石油的塑料泡沫材料，这种材料可用于汽车保险杠、车门、车顶、发动机托架、后备箱内衬、仪表板和座椅等。

新材料在线编译整理——翻译：杨超    校正：摩天轮