落秋文学

材料前沿（第2页）

聪明假牙靠电能操作，里面有两个电子感应器，监督已释放的和剩余的药物分量。这些数据会透过无线网络传到医生那里，让他随时可以遥控药物分量，又知道何时需要替病人补充药物。医生已用猪做测试，结果相当成功。

日后可制隐形衣

美国科学家已经找到让物体在可见光范围内完全隐形的理论依据。这项研究成果来自美国印第安纳州珀杜大学电子和计算机工程学院的教授弗拉迪米尔·沙拉伊夫及其同事。

物理学家此前已经证实，如果阻止光在一个物体表面发生反射，人眼就无法看到这个物体。在此基础上，沙拉伊夫首次提出使物体在可见光范围内完全隐形的理论支持，并准备将其应用于研发“隐形斗篷”。

他解释说，任何物质都有各自的折射率，折射率决定光从一种介质进入另一种介质时的弯曲程度。“隐形斗篷”的“法宝”就是一种微型金属针，它能够改变物质折射率。长短不一的金属针以不同角度安装在斗篷表面，使斗篷看上去像个呈圆锥体的发梳。这些金属针可以把斗篷里面的反射率从0增至1，与斗篷外面的反射率基本持平，光线因此无法在斗篷表面发生反射，只能绕过斗篷。如此一来，斗篷覆盖下的任何物体都能轻而易举地躲避人们的视线。

虽然已经找到理论支持，但真正研制出“隐形斗篷”并非易事，因为当前技术只能一次改变一种波长范围内的可见光的方向，而不能同时改变全部范围内的可见光。但沙拉伊夫认为这是可以攻克的难关。

沙拉伊夫的研究成果仍然停留在理论阶段，尚未在实践中得到印证，但他预计在未来两三年内完成“隐形斗篷”的模型。

至于“隐形斗篷”的应用前景，沙拉伊夫也表示乐观。就算只能改变单一波长光线方向的斗篷仍然拥有诸多用途。例如，“隐形斗篷”能掩护士兵躲避夜视仪。

未来可用微生物加固倾斜建筑物

美国科学家近日宣布，他们目前正在培养一种可以将土壤转化为岩石的微生物，这种转化可以用于加固那些根基不稳或者发生倾斜的建筑物。

美国加利福尼亚州立大学工程系助理教授杰森·德吉隆称，在此前进行的一系列试验中，科学家们将一种巴斯德杆状细菌放置在湿润的土壤中，经过一段时间的培养和观察，科学家们发现巴斯德杆状细菌已经显著改变了这些土壤的化学成分，土壤中已经含有了大量的碳酸钙，而碳酸钙是水泥的主要构成成分。随着时间的延长，这些土壤就会变得更像是坚硬的沙岩，从而使得建筑物的根基更加稳固。

为检测这巴斯德杆状细菌是否真的有效，科学家们设计了一只装满沙质土壤的容积为200升的容器，然后将一定量的微生物注入试验性的容器。科学家们观测并控制容器中的营养物质、氧分子含量以及其变化情况，以便确定这种微生物到底是如何将土壤变成岩石的。它们首先使得土壤中的水分碱性化，然后再将水中溶解的碳酸钙与晶状物结合，这样，产生的物质将与建筑中使用的水泥非常类似。

科学家们表示，在20世纪，人们主要使用机械或者物理手段来加固建筑物，而很少使用化学的加固方式。目前，人们的目光则更多地转向了微生物细菌，它们同样可以扮演类似的角色。在每一立方米的土壤中，大约包含有1000万亿个微生物细菌，“如果可以合理地进行组织，它们在建筑学上将会变得非常有用”。

用垃圾建造的未来房子

最近科学家发明了一种新型的建筑材料，这种材料完全由废弃物制成。

英国利兹大学的工程师约翰·福斯发明了一种名为“沥青砖”（Bitublocks）的建筑材料，这种砖块用回收的玻璃、污泥、焚烧灰、金属净化的副产品以及发电厂的煤灰等构成。

福斯说：“沥青砖100％地使用了废弃材料，这样避免了将它们送去填埋，这在建筑业当中还未曾听说过。”他希望他的新发明能够革命性地改变建筑业，用一种牢固的低能耗的材料来替代混凝土砖块。

福斯说：“生产沥青砖消耗的能量要比生产传统的混凝土砖节省得多，而且它的强度是混凝土砖块的6倍，因此它绝对是一种高性能的产品。”

沥青，是一种粘稠的物质，人们常常用它来铺路，研究人员将这种物质与其他废弃物混合在一起，然后放到模子当中压缩成为固体结晶块，这些块状物在经过热固化后就能使沥青变得和混凝土一样坚硬。

使用沥青意味着更高比例的废物可以被用来制造砖块，这要比用粘土或水泥结合废物的比例高得多。这些砖块可以用掉数百万磅的玻璃碎片或焚烧灰。

现在研究人员还在研发一种“植物砖”（Vegeblocks），一种可以回收利用植物油的砖块。

巨型机器打印的未来房子

目前，由英国研究人员制造的一台房间大的巨型机器将能使用快速原型技术来打印墙，完成砌砖、涂石灰、安窗户、隔热保护、预留电线和管道的线路等工作。而且，此技术能使墙更加结实，功能更多，同时产生的建筑废物更少，使用的劳力也更少，并能丰富建筑物的形状。

此技术能建造扁平或流线型建筑，且没有额外的成本支出，英国建筑师理查德·布斯维尔表示，他和他的小组致力于研究一项四年的项目，建造一台4×5米的打印机，可借助目前的原型处理技术用来打印陶瓷、聚合体和金属。在此技术中，通过电脑三维辅助设计软件，可以快速设计出产品，并打印出来。三维形状可以裁成不同截面，机器虚构每一层的原料组成，比如**、粉未或黏土等，从底部一直到顶层。然后用激光将每一层粘合起来，产生最后的形状。此技术通常使用塑料似的原料来打印，但在建筑墙的打印上，得使用水泥、石膏、粘土和石灰一类的材料。

此机器还能像牙膏似的从管子里挤出潮湿的材料，其工作方式就像一台大型喷墨打印机朝一个特定位置喷射潮湿材料。这些材料在空气中会变硬，不需要激光来融合。如此精确的打印能让设计师混合各种材料来形成墙，而不用分别进行单独加工。比如，墙能留出用作门窗的口子；它们也能被打印成蜂窝结构，以用于隔热保暧；它们还能留好线路，用来布电线和管道。

此系统非常创新，因为它能省工省力，但目前还不能让建筑业完全信任它，美国一家快速原型技术咨询公司的总裁特里·霍勒斯表示，建筑业已经定型且非常传统，一般不会冒险尝试新事物。

此四年项目结束时，布斯维尔将有一台打印机和一面打印的墙，来证实这一技术。