本刊综合

夏日的午后，一场大雨带走了燥热的空气。小新和幸运兔来到期待已久的小莲农场，一人采莲蓬，一兔拍美照、吃莲子，好不惬意。

咦，奇怪。你看，其他植物的叶子上布满了水渍和泥土，莲叶上却干净无瑕，摸起来还是干的！

大惊小怪。老师早就说过，莲叶表面布满了极其细小的突起，每个突起上又布满了更细的绒毛，无数个突起和绒毛聚集在一起，便托起了水珠和污泥，所以它们能够出淤泥而不染。

如果我的兔毛像莲叶一样，不会被水打湿，还能自动清洁，那就不用洗澡，也不用吹头发啦！

你可真是“爱干净”啊！不过你的愿望很简单。科学家早就发明了能够自洁、抗污，还非常轻便、结实的纳米材料。如果在身上涂满纳米材料，你就能成为一只超能兔。

哇，我还想发光、变形，上刀山下火海都不怕！可以吗？

只有想不到没有做不到。几百年前的人类不会想到粗糙的沙子会逆袭成光滑的玻璃，黑色的石油能炼成白色的塑料。聪明的科学家们一直在致力于研发各种神奇的新材料。我带你穿越古今，一起去找神奇的材料，帮你实现愿望吧。

真材实料  个性十足

世界上的材料多种多样。有的存在于自然界，可以直接拿来使用，如沙子、岩石、石油、木材、羊毛等天然材料；有的需要进行加工、混合才能制作出来，譬如，钢是铁和碳的合金，是一种人造材料。

每一种材料都有自己的“个性”，它们的硬度、密度、吸水性、柔韧性等都不同。

值得注意的是，有些材料虽然“个性”截然不同，但从微观的角度来看，它们是完全相同的物质。

譬如，黑色的石墨与耀眼的金刚石其实是一对“孪生兄弟”。它们都是由碳原子构成，但性质完全不同，一个软得掉渣，一个是最硬的材料。在石墨中，原子是一层一层地排列的，各层之间容易滑动。铅笔中的“铅”就是石墨。我们稍稍用力把铅笔按在纸上，原子层便会滑落，留下石墨的痕迹。而在金刚石中，每个原子都与另外4个原子相连，组成极其坚固的结构。

所以，科学家们从微观上改变物质的结构，也能发明出具有神奇功能的新材料。

天然材料  诉说千年传奇

天生我材必有用。只要充分掌握材料的“个性”，对大自然中存在的天然材料进行加工处理，就能创造千年传奇。

永不褪色的青绿

《千里江山图》被誉为“青绿山水之巅峰”，是中国十大传世名画之一。它描绘了祖国的锦绣河山，完全展开后有近12米长。

虽然历经千年，但其中的风景依然清晰可辨，青绿的色彩依旧鲜明。它的重要秘诀就是使用呈色稳固、经久不变的孔雀石和蓝铜矿作为绘画颜料。孔雀石由于颜色酷似孔雀羽毛上斑点的绿色而得名，蓝铜矿因拥有神秘的靛蓝色而被远古人类视为灵石。

你觉得我涂绿色还是涂青色好看？

千年不锈的宝剑

越王勾践剑在潮湿的土层里埋藏了2000多年，出土时依然锋利异常。为什么它不会生锈、被腐蚀呢？

通过科学检测，科学家发现越王勾践剑的剑刃部含锡量高，这样不但增加了宝剑的硬度，也使得宝剑异常锋利；而剑脊部含铜量较高，这就使得剑的韧性好，不易折断。剑的表面还有一层合金铬，长时间放置后能与空气中的氧生成致密的保护层，这种处理方法能保护剑体不被腐蚀，因此能存留至今。

如果我的兔毛这么锋利，那就变成“刺猬”了。

无法仿制的纱衣

收藏在湖南博物院的素纱单衣常被人形容“轻若烟雾，薄如蝉翼”。它到底有多轻、多薄呢？

素纱单衣用料约2.6平方米，几乎可以铺满一张单人床，质量却只有49克，相当于一个鸡蛋的质量。如果除去袖口和领口较重的边缘，这件“宽袍大袖”的质量就只剩下40.2克。素纱单衣不仅轻，还非常薄，透光率达到75%，将衣服叠十层放在报纸上，仍能看清文字和图片。

为了复制出一件这样轻薄的纱衣，专家们用了13年时间，但最轻的复制品仍有49.5克，比素纱单衣重了0.5克。为什么在2000多年前的汉代，古人们制作的纱衣更轻薄呢？

这主要得益于它的材质。素纱单衣由三眠蚕的蚕丝制作而成，眠是指蚕的休眠和蜕皮的过程，每多休眠一次，蚕的个头便会更大，吐出来的丝更粗。因此汉代的三眠蚕相较于现代的四眠蚕来说，吐出来的丝更加纤细，织造出来的衣服也更加轻盈柔软。

天气太热了，我正需要一件这么轻薄的衣服。

人造材料  创造无限可能

随着科技的发展，人类已跨入新材料时代，各种神奇的人造材料层出不穷，一起去见识一下吧。

塑料：大象的救命恩人

雖说塑料被评为“人类最糟糕的发明”，但最早的塑料产品却是大象的救命恩人。

很久以前，台球都是用象牙打磨制作的。象牙的韧性好，可塑性高，用它制作的台球经过几千次高速撞击都不会损坏。当时，没有任何一种材料能兼顾这些特性。可是，随着台球运动的流行，象牙数量越来越少，价格越来越高。为此，台球制造商开始寻找替代材料，并许以巨额奖励。

印刷工人海厄特接受挑战，用5年的时间发明了一种新材料——赛璐珞，拯救了大象，促进了台球运动的发展。赛璐珞可谓塑料行业的鼻祖，人们用它制造电影胶片、儿童玩具、乒乓球等。但由于其易燃、有毒的致命缺陷，赛璐珞已逐渐退出历史舞台，被其他更安全的塑料代替。

还好我的兔牙没什么用处，不然早就被拔光了。

知道多一点

很多运动项目的发展都与材料有关。随着一次次材料升级，撑杆跳高的世界纪录不断被打破。最初，运动员使用木杆跳出了3.30米的好成绩。后来使用有一定弹性的竹竿，最高纪录提高到了4.77米。待更轻、更有韧性的玻璃纤维、碳纤维杆问世后，撑杆跳高的世界纪录突破了6米大关。

光纤：用光连接世界

观看精彩的球赛直播，和千里之外的朋友视频通话，和几十万人一起准点抢票，这些和互联网有关的事情，都离不开光纤。

光纤是什么？它长什么样呢？

光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维，它的直径比头发丝还细，却是最重要的“信息联络员”。光纤利用光来传送信息，只要光的入射角满足一定条件，光束就可以在光纤中弯弯曲曲地从这一端到另一端，而不会在中途漏射。

与传统电缆相比，用光纤制作的光缆不仅质量轻、成本低，而且容量大、抗干扰、稳定可靠、保密性强。一条光缆通路可同時容纳数亿人通话，也可同时传送多套电视节目。

除了普通人，医生更离不开光纤。由光纤和一个小型相机组成的内窥镜，能够灵活地探入体内器官，可以将观察到的图像实时传输到电脑上，供医生查看、诊疗。

动手做一做： 会弯曲的光线

1.在塑料瓶上开一个小孔；

2.用手指堵着小孔，给瓶子装满水；

3.用激光笔照射水瓶，使激光从小孔中穿过；

4.放开手指让水自然流出，这时光线不再直线传播，而是随着水流发生弯曲。

这就是“光的全反射”，光纤也是同样的原理。

注意：严禁用激光笔直射眼睛！

气凝胶：创造世界纪录的魔术师

高达1600摄氏度的火焰点不着一块涂有涂料的硬纸壳；仅隔一片薄膜，将手按在烫到可以“烤肉”的热台上却只感觉温热；在手上粘一层粉末，就可以形成无形的“保护膜”，让手滴水不沾……这些“科学魔法”都源自一种拥有十几项吉尼斯世界纪录的新材料——气凝胶。

气凝胶是目前世界上已知最轻的、隔热和防火性能最好的固体材料。它的隔热阻燃性能这么好，是因为它的分子结构中有无数的孔洞，孔隙率达到95%以上，使得热传导率极低，可以达到类真空的隔热效果。棉花糖中的孔洞是看得见的，而气凝胶的孔洞是纳米级别，比头发丝的直径还要细得多。把10克气凝胶完全铺展开，可以覆盖一个标准足球场。

不过，气凝胶制造成本高，目前主要应用于航空航天领域。在首次火星探测任务中，“天问一号”就应用了两种气凝胶材料，分别应对极热和极寒的考验。极热考验出现在火星着陆阶段，着陆发动机产生的热量使周围的温度超过1000摄氏度，气凝胶材质的隔热组件能够阻隔高温。极寒考验出现在火星巡视阶段，火星车的表面铺设大面积的气凝胶板，能够确保火星车在零下130摄氏度的环境正常工作。

若是价格能便宜一些，就可以用来给房子保温、给新能源汽车防火啦！另外，我也想要一点点，嘿嘿。

聚脲：守护“海上巨龙”

2018年10月23日，世界上最长的跨海大桥——港珠澳大桥正式开通。这是一座集桥、人工岛、隧道为一体的跨海通道，拥有世界上最长的沉管海底隧道。那么，在海上建桥、海底挖隧道会遇到哪些特殊的挑战呢？

海水是一种腐蚀性很强的液体，南海更是一年四季艳阳高照，高温会加快腐蚀的速度。特别是海底隧道每天还需经受海量的通车压力、海浪冲击，以及水下40～60米的高水压。为了让大桥在这样恶劣的环境中服役120年，科学家和建设者们发明了400多项专利，涌现出了许多新材料、新工艺。

其中，在港珠澳大桥沉管隧道的接缝处，建设者们使用了一种防腐、防水、耐磨的新材料——聚脲。涂有聚脲的纸杯瞬间强大到可以充当“梅花桩”，轻松承载一个成年人的体重。将涂有聚脲的船底凿穿，被凿穿的“伤口”竟然可以快速愈合。因此，一旦发生紧急情况，这层薄薄的聚脲涂层便能为维修争取充足的时间。

小朋友，认识了这么多神奇的材料，现在请你为幸运兔设计一件特殊的披风，帮它实现梦想吧！穿上这件披风，幸运兔会有什么样的“超能力”呢？期待你的作品哦！