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【科技】2017选调生公共基础知识备考:“新材料”那些事儿

知满天教育网     发布时间: 2017-05-15     信息来源:      点击数:

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【科技】2017选调生公共基础知识备考:“新材料”那些事儿

  提起2017年央视鸡年春晚,最震撼人心的莫过于史上纬度最高、气温最低的哈尔滨分会场8分钟的室外精彩表演。在接近零下30摄氏度的冰雪世界里,演员们穿着专为本次春晚研制的石墨烯新材料保暖衣在网络上迅速蹿红,引来众多网民刷屏点赞。一时间,“新材料”成为热点话题,这里就高新科技中的“新材料”为大家讲解如下:

  (一)新材料含义

  新材料(或称先进材料)是指那些新近发展或正在发展之中的具有比传统材料的性能更为优异的一类材料,具有比传统材料更为优异的性能。在此基础上,按照人的意志,通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程,运用新材料技术创造出能满足各种需要的新型材料。

  (二)新材料的主要种类

  1.石墨烯

  石墨烯是由碳原子排布而成的碳单质,与石墨、金刚石是同素异形体,它的结构非常稳定。优点:最薄、最坚硬;导电性能极佳,电子移动速度远远超过了电子在金属导体或半导体中的移动速度;导热性能超过现有一切已知物质;透光率非常好,可用于触摸显示屏。石墨烯极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命,被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。但同时,由于石墨烯的成本较高,成为开发石墨烯路途中的一大障碍。

  应用领域:保暖衣;新能源电池;航天军工领域;移动设备等。

  2.纳米材料

  纳米是一个物理学上的度量单位,1纳米是十亿分之一米。当物质达到纳米尺度后,物质的性能就会发生突变,出现特殊性能。纳米材料的“荷叶效应”有不沾水、不沾油、不沾灰等特点。

  应用领域:医学、航空航天、国防、交通、包装领域等。

  3.超导材料

  1911年,荷兰物理学家卡曼林·昂纳斯在实验中发现超导现象——某些金属、合金和化合物,在温度降到绝对零度附近某一特定温度时,它们的电阻率突然减小到无法测量。因此,在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料被称为“超导材料”。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。

  1986年,高温超导体的研究取得了重大的突破。物理学家麦克米兰根据传统理论计算推断,超导体的转变温度不能超过40K,这个温度被称为麦克米兰极限温度。掀起了以研究金属氧化物陶瓷材料为对象,以寻找高临界温度超导体为目标的“超导热”。1986年,欧洲科学家发现了35K铜氧化物超导体。很快,包括中国科学家在内的研究团队将铜氧化物超导体的临界转变温度提升到液氮温区以上,突破了麦克米兰极限温度,使其成为高温超导体。基于多年的积累,赵忠贤领衔的中国科学家团队在20多年里通过坚持与努力,产出铁基超导一大批研究成果:首先发现转变温度40K以上的铁基超导体;发现一系列转变温度在50K以上的铁基超导体,并创造55K的世界纪录。2017年1月9日,2016年度国家科学技术奖“大榜”揭晓,赵忠贤院士、屠呦呦研究员获得国家最高科学技术奖。

  应用领域:超导材料有超低的电阻率,可以极大的降低电流的热效应及相应损耗,因此,可用于:磁悬浮;大功率小型化电器设备等领域。

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