隨著現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，許多具有新奇功能的不定態(tài)材料相繼問世，并成為具有廣泛應用領域的佼佼者。

液晶頻頻開新花

1888年，奧地利植物學家萊尼茨爾在做實驗時，發(fā)現(xiàn)一種名叫膽甾醇苯酸甲的物質(zhì)有兩個熔點：在148.5℃時。這種晶體變成一種不透明的流體，而在178.5℃時，它又變成清亮的液體。德國物理學家雷蒙恩用偏振光顯微鏡對溫度在145.5～178.5℃之間的乳白色流體進行觀察，發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)既有液體的特征，同時還有晶體的某些電學和光學性質(zhì)。于是，雷蒙恩斷定這種流體是物質(zhì)的另一種形態(tài)，取名叫“液晶”。

經(jīng)過科學家的進一步研究，發(fā)現(xiàn)液晶物質(zhì)是由多種按不同排列方式的桿狀分子構(gòu)成。不同序列的液晶，分別具有不同的應用領域。有的可以用于溫度指示、裂損探傷、醫(yī)療診斷：也有的能夠用于氣象色譜、電子顯示、核磁共振等方面。其中，各種電子手表的時間顯示，可以說是液晶最顯赫的用武之地。通過微弱電場對液晶內(nèi)擾動范圍的改變，促使分子排列按“8”字型變化，從而達到顯示時間的作用。隨著電視技術的日益發(fā)展，液晶的作用也進入了更新更廣泛的領域。人們采用液晶制成顯示板，來代替電視機的顯示管，從而制得只有紙張一樣薄的液晶電視機。

近年來，科學家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，液晶可以作為特殊的熱制變色材料。用它來染制布料，制作衣服，人們會看到衣服與身體接觸部分，會隨著環(huán)境溫度的變化而改變顏色。在溫度為28℃時，衣服是紅色的：在33℃時，衣服是藍綠色的：而當溫度低于28℃時，服裝則呈現(xiàn)黑色。這對人們適應不同環(huán)境大為有益。若用液晶熱致變色染料制成粘膠帶，貼在皮膚上，可以顯示皮膚溫度的異常。對身患腫瘤的病人來說，由于腫瘤的溫度比正常的溫度高，所以，用它便能很快檢測出皮下的腫瘤。利于及時發(fā)現(xiàn)進行治療。

氣水交融的“超臨界流體”

超臨界流體早在1822年被法國科學家首先發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在，世界上有許多國家都在進行“超臨界流體”的研究和開發(fā)利用。

在密閉的容器中對水加壓，水的沸點就會提高。當壓力達到220個大氣壓、溫度達到374℃時，因高溫而膨脹的水的密度和因高壓而被壓縮的水蒸氣的密度正好相同。此時，水的液態(tài)和氣態(tài)便沒有區(qū)別，完全交融在一起，成為一種新的呈現(xiàn)高壓高溫狀態(tài)的氣體。這時，水便由一般狀態(tài)變成為“超臨界水”。上述使水氣交融的壓力和溫度，被稱作“臨界點”。超過“臨界點”狀態(tài)的水，就是超臨界水。除了水可以成為超臨界狀態(tài)外，還有二氧化碳、甲醇等物質(zhì)，在高溫和高壓下也可以成為超臨界流體。經(jīng)測定，超臨界二氧化碳的臨界點是31℃和73個大氣壓；甲醇則需239℃和79個大氣壓。

經(jīng)過科學家的研究證明，超臨界流體的性質(zhì)十分古怪。它既可以像氣體那樣擴散，滲透到其他物體，又像液體那樣能夠溶解固態(tài)物質(zhì)，并從中提取某些物質(zhì)。同時，超臨界流體還具有極強的氧化能力，將需要處理的物質(zhì)放入超臨界水中，充入氧和過氧化氫，這種物質(zhì)就會被氧化和水解。有的還能夠發(fā)生自燃，在水中冒出火焰。此外，超臨界流體還能夠與油等物質(zhì)混合，有著特殊的物質(zhì)結(jié)合力。

科研成果證實，超臨界流體有著廣泛的應用領域。德國采用超臨界水，在500℃時通入氧，然后，對聚氯乙烯塑料進行處理，有99％被分解掉，很少有氯化物產(chǎn)生，從而避免了過去燃燒塑料產(chǎn)生有毒氯化物對環(huán)境污染的問題。

科學家利用超臨界甲醇和二氧化碳合成樹脂、醫(yī)藥和農(nóng)藥，同樣取得可喜的效果。甲醇和二氧化碳在其中既發(fā)揮了催化劑的作用又可以將自身轉(zhuǎn)化成為合成材料中的一部分。東京大學的一位科研人員，利用超臨界流體從稻殼、廢紙、酒糟和廢木材中提取低聚糖和蟻酸以及木質(zhì)素等原料，現(xiàn)已投入了實際應用之中。在半導體制造等高科技領域，用超臨界二氧化碳取代含氯氟烴的洗滌劑，可以起到脫脂、分離油分、去除雜質(zhì)等功效。優(yōu)點是易于操作、效果好、不污染環(huán)境。

電流變體前途無量

1947年，一位名叫溫斯洛的美國人，成功地完成了一次試驗。他在石膏、石灰、碳粉、橄欖油和水攪拌成的懸浮溶液中加以電場，只見這種溶液很快就變成了固體。而且，施加的電場越強，固體的強度也就越堅固。當電場撤消后，這種固體又能很快變成液體。于是，科學家把這種現(xiàn)象叫做“溫斯洛現(xiàn)象”或“電流變現(xiàn)象”，并把能夠隨電場控制而變化的懸浮液體叫做“電流變體”。

研究證實，電流變懸浮液體是由微米級的顆粒分散在油體內(nèi)組成的。由于懸浮顆粒和油體的介電常數(shù)不同，在電場的作用下，顆粒會產(chǎn)生粒子正、負電荷向兩極分開的現(xiàn)象，使一端帶正電，另一端帶負電。在靜電吸引作用下，正負極相吸并排成鏈狀結(jié)構(gòu)。電場強度越大，鏈條就越結(jié)實。當電場強度增加到一定數(shù)值的時候，經(jīng)過極化的懸浮固體顆粒之間的吸引力，超過了外加力量的對抗，從而使流動性能消失，成為不能流動的固體。當去掉電場后，懸浮粒子的極化現(xiàn)象隨之消失，相互之間不再有靜電吸引力，于是，懸浮顆粒又恢復到可以流動的狀態(tài)。

電流變體在變化中，需要依靠水在中間起作用。通常，在溶液中含有5％～10％的水，電流變體的性能才能正常發(fā)揮。少于或超過這一比例，電流變體的性能都要降低。到完全無水的時候，電流變現(xiàn)象就會完全消失。然而，水是很容易蒸發(fā)的物質(zhì)，含有水分的電流變體，在穩(wěn)定性、耐久性和使用壽命等方面都不夠理想。因此，在開發(fā)利用上受到很大限制，長期以來進展不快。為了使電流變體具有更為廣泛的應用領域，人們不斷開發(fā)出新的無水電流變體，為拓寬電流變體的應用領域奠定了基礎。

現(xiàn)在，電流變體在汽車離合器和剎車裝置的使用中顯示身手。司機遇到緊急情況，按動按鈕后只需千分之幾秒的時間，就可以達到換擋或剎車的作用。美國航空制造專家利用電流變體的功能，生產(chǎn)出能夠自動加固直升飛機水平懸翼葉片裝置。當葉片在飛行中突遇險情引起震動、將要出現(xiàn)斷裂時，葉片中填置的電流變體就可以變成固體，起到自動加固的作用。

近年來，科學家還利用電流變體，制造新型仿生智能材料，現(xiàn)己在人造“生物肌肉”方面有所突破。通過開閉電場使電流變體變軟變硬的過程，就如同肌肉的緊張和放松，從而達到隨外加環(huán)境變化自動調(diào)節(jié)的功能。

新穎的磁液材料

磁液，是由鐵、鎳、鈷等鐵性物質(zhì)的超細粉末，均勻地彌散在水、潤滑油、硅油及氟醚油等載液中，經(jīng)研磨后混合而成的膠體物質(zhì)。由于每一個粒子的表面都形成一層很薄的分子層彈性包膜，因而在重力、強磁場、離心力等的作用下，微粒都不會發(fā)生聚合、沉淀，具有防止鐵粒子相互黏合的功能。

經(jīng)測定，磁液在外加磁場的作用下，它的“比重”會隨外磁場強度的變化而變化。變化幅度可以從每立方厘米不足1克到大于20克。磁液的這種奇異的特性，使它成為大有發(fā)展的新型材料。早在1965年，國外就利用磁液解決了宇航中的密封問題。近年來，許多國家利用這種空間密封技術來解決工業(yè)生產(chǎn)中的汽、水、油的跑冒滴漏。將磁液注入到螺旋漿轉(zhuǎn)軸與軸座之間的間隙中，便可以成為二者之間的密封環(huán)，在高速運轉(zhuǎn)中保持極佳的密封性能。在此方面，磁液還可以用于電子顯微鏡、高速離心機、射線管旋轉(zhuǎn)陰極、真空熔煉爐等高級儀器的密封件。不僅可以保證在真空狀態(tài)下正常工作，還可以具備耐腐蝕、耐輻射性能，可以滿足各種場合的需要。

磁液在紡織、儀器儀表、電聲器材生產(chǎn)中，還可以起到潤滑散熱作用。利用磁液的“比重”隨磁場變化而變化的特性，還可以對各種有色金屬顆粒進行分選，測定某種未知金屬物質(zhì)的比重。還可以回收大型油輪壓艙水的廢油及擴散在海面上的石油，為防止對自然環(huán)境的污染做出貢獻。