無所不能的特殊材料

在《獻給未來的科學(xué)家》中見識材料“顯才藝” 劉松謠

材料種類繁多，不同類型的材料也可能相應(yīng)有著不同的特點和不同的外觀。不過，有的材料也會有著讓人意想不到的一面，在靜態(tài)時，它們的外觀普普通通，但在一些特殊的條件下，它們就會開啟“魔術(shù)展演”。

《獻給未來的科學(xué)家》就足檔專門為觀眾展示這種“魔術(shù)”的節(jié)目。每集時長在3至6分鐘，每期節(jié)目會介紹

種特殊的材料，通過實驗展示把這些材料變成一系列可視化的有趣科學(xué)創(chuàng)意，極具趣味。

比如，把玻璃放在某種油中，會發(fā)現(xiàn)玻璃“消失不見”，甚至你可能想不到小小一塊氣凝膠也會讓樹葉在被加熱時呈現(xiàn)出不同的效果，等等。

所以接下來準備好了嗎？

在本期，請與我們共同學(xué)習(xí)《獻給未來的科學(xué)家》中的幾個小知識吧。

有“記憶”的物質(zhì)

介紹

這種具有形狀記憶的物體被稱為“形狀記憶物體”。不論外力對其造成什么樣的形狀改變，到特定環(huán)境中，這種材料依然能夠恢復(fù)原狀。

思考

請你猜猜把圖中的金屬絲放到水中會產(chǎn)生

怎樣的效果？

A金屬絲表面冒出小氣泡，并逐漸溶于水中

B金屬絲突然變直

C金屬絲保持彎曲的形態(tài)

過程

1把金屬絲拿起并放到水中。

2金屬絲突然變直。

3空氣中的紫色材料片是硬挺的固體。

4把紫色材料片放到水中。

5紫色材料片變得柔軟。

6拿著材料片在水中晃動，其可以像魚的尾巴一樣擺動起來。

7把材料用力扯成不規(guī)則的形狀。

8放入水中后，材料立刻變回原來的正方形。

因此思考環(huán)節(jié)中的正確答案是B.

拓展

這種物質(zhì)其實在生活中應(yīng)用廣泛，你可以說一說這種材料適合被應(yīng)用在哪些領(lǐng)域中嗎？（提示：你常坐的汽車中就有哦。）

能“流動”的金屬

介紹

焊接時使用的焊錫是錫和鉛等制成的合金，熔點很低，一個烙鐵的溫度就能使其熔化，變成液體流動起來。不過，當用與加熱焊錫時同等溫度的熱源分別單獨接觸金屬錫和金屬鉛時，都不會有熔化現(xiàn)象發(fā)生。這是因為做成的合金熔點降低了。

思考

請你猜測一下鉍鉛銦的合金最低可被以下哪項熱源融化？

A電烙鐵 B打火機 C一杯熱水

過程

1取一個燒杯，里面裝上合金。

2往裝有合金的燒杯中倒入熱水。

3放置一會后，合金逐漸全部熔化。

4這時，燒杯中的合金就變成了流動的液體。

5拿出一個電路板，在上面放置一個小燈泡和一個電池，并用導(dǎo)線連接。

6略微傾斜電路板，并在一端緩慢傾倒合金液體。

7被液體合金聯(lián)通的電路中，小燈泡亮了起來，這證明合金變成了液體后依日導(dǎo)電。

鉍鉛銦等組成的合金熔點只有47℃，一杯熱水就以將其熔化，因此思考環(huán)節(jié)中的正解答案是C。

拓展

低熔點合金是一類金屬，并非只有上述兩種組合情況，根據(jù)組成成分的不同，低熔點合金可以分為錫基、鉛基、鋁基、鋅基等類型。

宇宙中的“延遲”

介紹

普通情況下，導(dǎo)體會有電阻，這會限制電流，而超導(dǎo)體是一種在特定溫度下表現(xiàn)出完全零電阻的導(dǎo)體。因此一旦進入超導(dǎo)狀態(tài)，電流就可以在無阻力的情況下長期流動。

思考

圖中的超低溫環(huán)境是如何創(chuàng)造出來的？

A放置干冰 B放置液氮 C放置冰塊

過程

1取一個凹槽，把帶有手柄的板子放在里面，上面放上超導(dǎo)體。

2依次把四個吸鐵石懸空放置于四個超導(dǎo)體上面。

3拿起板子并左右晃動，懸空的吸鐵石紋絲不動。甚至把板子倒過來后，這些吸鐵石都不會掉下來。

4將板子放歸原處，用手去拿其中一個吸鐵石，可以輕松取下。松手后，吸鐵石又會“自動”回歸原位。

思考環(huán)節(jié)中的正確答案是B.

拓展

超導(dǎo)體發(fā)揮作用的溫度并非只有超低溫這一種，高溫超導(dǎo)體的出現(xiàn)是一個重要的突破，因為這大大拓寬了超導(dǎo)體的應(yīng)用范圍，其可以在較高的溫度下表現(xiàn)出超導(dǎo)性。