看到一种.. 受压->变冷 http://www.mittrchinese.com/single.php?p=162975
希望能够给出简介、原理说明和文献报道。
【孙尉翔的回答(38票)】:
有趣是因为陌生。非牛顿流体跟日常生活的关系太过密切，所以它们的反常之处并不显得很有趣。但是变换一下应用的场合，同样的性质就又显得有趣了。
1. 磁控胶粘剂
磁流变液在没有磁场存在时是液态，但在磁场存在下会根据磁场分布形成一定形状的固体。所以磁流变液是一种粘度能随磁场变化量极大的特殊流体。利用这一性质，可以开发磁控的胶粘剂。东西用磁流变液来粘在墙上，只有给磁场才能粘住，磁场关掉，就立马掉下来。这相当于实现了电控胶粘剂。
磁流变液的视频：
http://www.youtube.com/watch?v=3CgKmfInv_k
磁控胶粘剂的研究论文：
Phys. Fluids 2011, 23, 073104
2. 蜗牛仿生机器人
蜗牛能够带着自身的重量在竖直的墙上攀爬。这需要两个条件，一是不掉下来，二是能往上爬。蜗牛的伪足与墙壁之间有一层它分泌的粘液。如果蜗牛不掉下来是靠这层粘液的粘附力，那蜗牛要向上移移动反而就要克服这一粘力，花费比自身重量更多的力气；如果蜗牛能向上爬，靠的是这层粘液的润滑作用，那这种润滑作用首先就会使蜗牛往下滑，无法固定在竖直的墙壁上。这是两个无法调和的矛盾，或者说最适合的妥协就是既不往下掉也爬不上去，有等于无。但事实上这个粘液并不是像阑尾那样的自然选择选漏了的多余物，而是既有粘附作用又有润滑作用。假如我们希望对蜗牛进行仿生，除了要搞清楚蜗牛伪足的蠕动方式之外，还要知道蜗牛粘液的流变性质，对粘液也进行仿生。
养很多大蜗牛，把粘液收集下来做流变测试，发现蜗牛的粘液有很多特殊的性质。人工的液体要集这么多性质于一身还不容易。第一，它是屈服应力流体（yield stress fluid），第二，它有适中的触变性（thixotropy）。经典牛顿流体的粘度是一个常数，不会随外力或时间而变化。但蜗牛的粘液不一样，当施加的外力较小时，它的黏度很大，表现为很黏稠的东西。但是当施加的外力大于一定值（屈服值）后，它的黏度就会突然下降，变成很稀的东西。撒去外力之后，粘液的粘度能恢复到原来的高水平。上述的这种屈服和恢复过程，都不是立刻发生的，而是随时间有个响应过程，太快或太慢响应都不对付。
蜗牛爬行时，是通过伪足的蠕动，对粘液层的局部进行剪切，这一小部分的粘液的粘度就会降低，方便伪足移位，但剩余的部分的粘度仍然很高，起固定作用，使蜗牛不至于下滑。如果观察蜗牛在行进中伪足的蠕动，可发现是从前到后呈波浪式变化，这就是受剪切的局部不断往后推，身子不断往前移的过程。这除了要求粘液在屈服前后的粘度差要非常大之外，还需要粘液粘度的恢复时机要刚刚好。屈服后能保持一段时间的低粘度，但又要及时恢复到高粘度。具体调节，要看蜗牛伪足蠕动的节律。因此，对于一只蜗牛来说，它的肌肉控制能力，跟它所分泌的粘液的触变性，在时间尺度上一定是恰好匹配了的。拿一种蜗牛的粘液给另一种蜗牛来用，很可能就会失效。我不喜欢在这时候说一句“这就是造物主的智慧”，不然好像我支持Intelligence Design一样，但这种利用方式确实是人没有想到过的。
蜗牛的粘液在大形变区域还有应力硬化行为，也就是说能承受一定的张力。粘液的这种性质可能对蜗牛的其他生理活动有帮助。
为了寻找能比较全面地模念蜗牛粘液的人工替代液体，研究人员试用了几种屈服应力流体，调整配方。比较的基准是对样品非线性粘弹性的定量表征结果。
相关的研究论文：
Soft Matter 2007, 3, 634
Phys. Fluids 2005, 17, 113101
成果展示（视频和新闻）：
http://videos.howstuffworks.com/mit/2670-mits-robotic-snail-video.htm
http://www.sciencentral.com/articles/view.php3?article_id=218392185
http://web.mit.edu/newsoffice/2003/robosnail.html
【曹海强的回答(35票)】:
谢谢 @金晨羽 的邀请，下面写几个我所了解最近比较有意思的新材料：
即将投入使用的新材料
首先写两个很快就会投入应用的新材料，它们都是来自于MIT。第一个是超疏水涂层“LiquiGlide，它它和@申华章提到的NeverWet有点类似，但其有意思的一点在于LiquiGlide所有的原料都是来自于食物无毒副作用而且适用于玻璃和多种塑料的表面，所以它可以用于食品领域，比如家里存放果汁的容器可以在倒出最后一滴果汁时仍旧焕然如新。实际上这个材料是MIT研究提高输油管运输效率时的副产品，将来的应用前景非常广阔。
这是介绍LiquiGlide的网站：http://www.geek.com/articles/geek-pick/mit-creates-superhydrophobic-coating-for-condiment-bottles-20120523/
这是LiquiGlide的官网：http://www.liqui-glide.com/
第二个是防水防雾防眩光的三防玻璃。MIT科学家的灵感来自于自然界的一种植物斑叶肖竹芋（英文名：Zebra Plants）
名字很奇怪，但是样子大家或许都见过：
这种植物的叶片不会粘上水珠，具有很好的防水性，科学家通过显微镜观察发现防水性的来源是叶片表面很多圆锥状的微结构。在此启发之下，科学家利用半导体工业界的镀层蚀刻技术在玻璃表面“长出”了一层圆锥微结构阵列。大致过程如下：首先在玻璃表面镀上多层光敏材料（photoresistance material），其次通过控制激光刻蚀的深度和位置，用类似雕刻的手段逐渐在光敏材料上刻出一个个圆柱体的形状。精确控制圆锥的大小、锥面角度等几何参数可以改变玻璃表面的粘滞力以及折射系数等物理量，可以通过理论建模计算优化出所需要的圆锥使得表面同时具有疏水性和防眩光性（沿圆锥轴向折射率梯度变化可以有效去除全反射）。
下面这张图从左到右表明了圆锥体阵列的大小形貌以及演示了防水、防雾、防眩光的对比效果：
此材料因为同时具有这三大非常牛x和实用的功能，因此其前途不可限量，首先离我们最近的就是电子产品的显示屏，这个玻璃在广域波段上可以达到98%的透光率，如果在我们的手机或者平板表面上放置这样的一层玻璃，那么在平时使用中可以省去不小的麻烦。其次就是在太阳能电池领域，众所周知太阳能电池上的灰尘和脏东西会减少其对光的捕获能力从而降低其效率，如果有这样的一种自清洁玻璃作为面板材料，可以保证长时间的高效率工作。如果新型玻璃成本可以进一步下降的话，那么用它来做车窗玻璃将会迅速占领现有市场。想一想有一天不用再开雨刷，不怕车窗反光，这一天或许不会遥远了吧。
对这个材料有兴趣的同学可以进一步阅读：
（1）MIT官方介绍： http://web.mit.edu/newsoffice/2012/glare-dust-and-fog-free-glass-0426.html
具体技术实现和理论模拟过程可以参阅ACS Nano
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn301112t
这两天有时间打算继续介绍下更加新奇的一些材料，比如可以做隐身衣的Metamaterial以及最近方兴未艾的二维材料家族，代表人物是2010年刚拿诺贝尔物理奖的石墨烯，大名鼎鼎的Graphene。以上两类材料可能会深刻改变我们生活的方方面面以及电子工程、通信、计算机、能源等不同的学科和领域，同时也有丰富的科学、技术和商业机会。
Metamaterial 人工电磁特异介质
人工电磁特异介质是最近兴起的一个研究热点，在科学界和工程界对此已经有非常多的研究了。简单来说，人工特异介质的基本原理是通过构造人工微结构来实现自然界中不存在的电磁环境和材料，从而达到在微米甚至纳米尺度调节电磁场和电磁波传播路径的效果。通过设计不同的微小结构单元，我们可以实现在自然界并不存在的反常介电系数和磁导率。例如负介电系数、接近于0的介电系数和巨大的介电系数。
@刘中阳 提到的负折射材料实质上是通过调控介电系数ε和磁导率μ 达到了调控折射率的目的。在电动力学中我们知道，材料的折射率n是由材料的介电系数εr和磁导率 μr所决定的。在通常材料中，因为介电系数和磁导率都是正数，所以折射率取得是它们乘积正的平方根。当通过人工微结构调控将材料的介电系数和磁导率都变为负数之后（例如下图带有开口缺陷的共振板，该结构由英国的John.Pendry爵士 提出，他被誉为MetaMaterial之父），此时材料的折射率取负的平方根项。
通过斯聂尔定律我们知道入射光与折射光的方向满足
n1sinθ1 = n2sinθ2， 因此当n2为负数的时候，折射光线变为与入射光线在同半个平面内，如下图所示。在此材料内的电场、磁场和电磁波矢方向由原先的满足右手定则转变为左手定则。
以上奇异的特性使得负折射介质在应用工程界大有可为，其中一项最重要的功能就是超级透镜，只需要一个负折射介质的薄片，不需要任何的人工加工就能作为会聚透镜来使用，而且对对任意光线都有会聚作用。如下图所示
这只是人工电磁特异介质特性的冰山一角，其他还包括：表面等离子体（plasmonic），人工光子晶体（photonics）等等。
运用光子晶体实现负折射成像，实现具有不同极化方向偏振光的分束。利用光子晶体提高发光二极管的性能，包括：出射效率与远场辐射。运用光子晶体线缺陷和表面波实现出射光束偏转方向的控制。利用多光束干涉的方法，三维移动平台以及激光直写的方法，以及自组装方法制备光子晶体。
l 研究表面等离子体。包括设计表面波波导器件，利用表面波实现透射增强等效应。研究太赫兹波段人工表面等离子的一些性质。
l 研究有机光电子器件，等离子纳米结构荧光发射、生物标记，光学天线及其在荧光增强和太阳能电池方面的应用。
可以参阅最近关于Metamaterials的综述文献：
（1） http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201200674/abstract metamaterial 吸波材料（用作隐形飞机等）
（2）John Pendry 关于metamaterial的里程碑工作： http://prl.aps.org/abstract/PRL/v85/i18/p3966_1
So To Be Continued
【刘中阳的回答(13票)】:
负折射率材料
http://en.wikipedia.org/wiki/Negative_index_metamaterials
【张旭的回答(9票)】:
写在前面：
表面/界面性质对于生物体的正常功能尤其重要，所以生物界中进化出了各种各样非常特化的组织和器官来实现特性的功能，而这些功能也成为了研究的一个重要的领域——仿生。随着材料科学和基础理论学科的发展，仿生所取得的成就也越来越大。因为仿生毕竟跟应用联系紧密，好的应用必须要有理论支持和符合其要求的材料才能达到。现在看到的很多有意思的材料都是从自然界中学习而来，所以老子说“道法自然”，此言不虚。
1. 超亲水/疏水界面：
这个做得特别多。主要通过两种途径，一个是改变表面的亲水/疏水的基团修饰，另一个就是通过微纳米结构仿生（荷叶），如国内江雷院士发表在Nature上的工作。
2. 抗粘附表面（Anti-folling）：
这是哈佛Joanna Aizenberg组发表在去年Nature Materials上的工作，新闻报道的时候用的题目是“Slippery when wetted”,也就是无论是亲水性的还是疏水性的液体，只要沾到表面都会流下去而不黏附在表面上。这个工作是由猪笼草的结构启发的。
猪笼草上口有腺体分泌润滑液体，使得这一圈非常光滑，小飞虫只要落在上面，都会滑落到下面的腹口中成为猪笼草的食物。 Aizenberg组模拟了猪笼草的这种特性，制作出了slippery liquid infused porous surface(s) (SLIPS)的表面材料。他们试验了两种材料作为基底，一种是环氧树脂，另外是聚四氟乙烯。然后在这两种基底上加入合适的润滑液，在毛细作用下，润滑液均匀浸润在基底的表面，从而具有了自我修复能力的抗粘附的特性。这种抗粘附的特性几乎是全天候的。另外，Neverwet的公司是2010年建立在宾夕法尼亚的，应该跟我说的这篇工作不太一样。这篇文章有意思的视频都是补充材料，可以免费下载的，链接放在这里：
http://www.nature.com/nature/journal/v477/n7365/full/nature10447.html
3. 超黏表面：
代表是美国西北大学Philip B. Messersmith研究组的一部分工作。他们模拟了壁虎脚垫的结构（干燥表面的黏性），用硅基上刻蚀PMMS出纳米图案，PDMS翻模复刻，然后在纳米柱的顶端修饰多聚DOPA（潮湿表面的黏性），从而达到无论是干燥还是潮湿都具有粘附性的表面。
4. 超轻金属材料:
Microlattice. 通过多孔的结构使得密度大为减小，达到0.9mg/立方厘米，打破了之前@凌睿韬气凝胶1mg/立方厘米的记录。 http://en.wikipedia.org/wiki/Metallic_microlattice
看到这个图片说实话还是很震撼的，尤其是其弹性也很好。
5. Metamaterial ：
查了下Google的翻译，说是“超材料(跟Intel超极本学么……)”，是一类与众不同的材料，具有自然界中的材料所不具有的一些特性，比如@刘中阳所说的“负折射率”的特性，隐身衣材料，逆热力学传导材料等等。最近一期的Nature Materials上刚刚发出一篇相关综述。本人对这个领域完全不了解，所以介绍也就无能为力了。（去年的时候看到美国MIT有一篇用纳米金属Array模拟蝴蝶翅膀的工作，应该是属于这个领域的）
贴几个链接吧：
综述的地址：http://www.nature.com/nmat/journal/v11/n7/full/nmat3356.html 这一期的News上有几篇关于超材料的。
维基的链接：http://en.wikipedia.org/wiki/Metamaterial
Elsevier期刊：http://www.journals.elsevier.com/metamaterials/
剩下的可以去具体问Google了。
以上。编辑完毕~~
【宫生的回答(4票)】:
人体传输网络信号。Neo 再接入 Matrix，就不用在后脑勺插一根网线了。
爱立信日本公司发布了人体通信技术“Connected Me”，可将人体作为通信网络的一部分使用。这项技术可向体内输入微弱的电信号，从而实现6~10Mbps的通信。
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