35.用以制作精密位移器的伸缩材料
热胀冷缩是我们熟知的物体在温度场中受热变形的例子，只不过一般材料磁致伸缩的量非常小，不具有真正的实用价值。近年来，科学家们发明的磁致伸缩材料和电致伸缩材料，将这一微小应变放大，应用到高技术领域，产生了很好的成果。
最早研究超磁致伸缩材料的目的是开发远距离传播的声纳器件。声纳是利用声波探索水下目标物体的一种装置，声纳的工作原理和雷达基本相同，只是声纳采用了在水中可以传播上万千米的声波而是不在水中衰减很快的无线电电波。超磁致伸缩材料用在声纳的主要部分一电声换能器，外加交变磁场后磁致伸缩材料将产生伸缩振动，由此产生声波。反之，当磁致伸缩材料在声波的压力下产生形变时，材料内部的磁感应强度将产生变化，从而使线圈中产生感应电流。由于超磁致伸缩材料有很大的磁致伸缩系数，能量密度高，使用超磁致伸缩材料的声纳输出功率比使用压电陶瓷的声纳输出效率大，声波的传播距离远。
电致伸缩效应和压电效应都是机电耦合效应，阶线性耦合效应就是压电效应，高阶和非线性耦合效应称为电致伸缩效应。线性压电效应出现在结构上不存在对称中心的晶体中，而二阶的电致伸缩效应则存在于一切固态物体中。由于压电效应要比电致伸缩效应强得多，因此，只有在不存在压电效应的物体中，电致伸缩效应才显现出来。
与压电效应相比，电致伸缩效应的优点在于它的电场——应变关系非常稳定，不会随时间以及电场的反复循环发生变化。目前获得广泛应用的电致伸缩陶瓷，它被广泛用于制造微米和亚微米级的微位移器和定位器，其精度和回零特性要比压电微位移器高得多，在高精度的光学系统中用作长度和角度的精密调整，其位置调节精度可达到纳米级。
在材料体内，就是有着这样的“弹簧”，可以被电和磁诱发，虽然伸长量仅达小小微米量级，却能大显神通。
36.制造太阳能电池的光电材料
美国加州萨克拉门托国际机场设有颇具特色的太阳能顶棚。棚顶的太阳能电池板产生128千瓦的电能，足够供4辆电动车充电，并向当地输电网输入供50个家庭使用的电能；同时它又可遮挡下面的停车场，起到隔热作用。
太阳能电池应用的是半导体材料的光电效应。这些电池把光能吸收转化成电能的本领不尽相同，可以用光电转换效率来衡量。早期的硅系电池，有的效率可达16％，而一些新型光电材料如砷化镓可以超过20％-。
人造卫星、无人灯塔、海上航标、手表、计算器、微波中继站等诸多领域应用了太阳能电池，还出现了利用太阳能电池开动的汽车和飞机。
美国航空航天局就曾经试制过一台长相怪异的太阳能飞机，它的翼板长30米、宽2.5米，上面布满了太阳能电池，功率达到3千瓦，在朗朗晴空它不需任何燃料就可飞行。
日本电报电话公司开发的太阳能净水器——Phoenix UF0，直径10米，呈碟状。上面的太阳能电池板能产生多达5千瓦的能量，可将水泵入过滤器和吸收器并给水换气。晴天里，这个净化器每天可以去除多达36吨的磷酸盐和其他污染物。
在太空，普通能源的利用变得困难，光照却因不受天气的影响而变得稳定，这为太阳能的利用提供了有利条件。现在全世界数以千计的卫星上几乎都装上了光电池。白天它们向着太阳张开臂膀——太阳能电池板，将光能转化使用，并把多余能量贮存起来以度过没有光照的黑夜。
关于太阳能的利用，有一个更为宏伟的设想——那就是建设太空电站。通过地球同步卫星把用光电材料建成的太阳能发电装置送到离地面36000千米的太空，让它始终“跟踪”太阳，它的电力可以用微波输送到地面。
阳光是宇宙赐予我们的最丰厚的馈赠，而太阳能电池能帮助人类更有效地利用这取之不尽用之不竭的能量源泉。
37.应用前景广阔的新一代磁性材料
磁性材料史迹悠久，可追溯到我国战国时代发明的指南针，进入20世纪。
磁性材料发展十分迅速。根据磁性材料性能特点可概括为：硬磁材料（或永磁材料）、软磁材料和磁光材料等。其中永磁材料特别引人注目。
永磁材料系材料经磁化后，不再需要从外部供电即产生磁场的材料，故亦称永磁体。永久磁材料可分为三大类：一是铝镍钻永磁材料；二是铁氧体永磁；三是稀土永磁材料。稀土永磁材料在永磁材料王国中占有特别重要的地位，其开发速度十分惊人，第一代稀土永磁如钐钴合金开发于20世纪60年代，70年代开发出第二代稀土永磁材料，到80年代，钕铁硼的开发应用可称第三代稀土永磁。
可见，平均10年就有一代稀土永磁开发出来。
钕铁硼的诞生称得上是永磁材料发展史上的一大飞跃，它的价格较低、磁性能优越、密度小、最大磁能积高。近来通过添加其他组系。等可改善其耐蚀性和温度稳定性及提高矫顽力，可扩大钕铁硼的应用范围。钕铁硼永磁材料在工业上主要用于电机制造，突出的性能优势是体积小、重量轻、比功率大、效率高。钕铁硼永磁的另一重大贡献是做为医用核磁共振成像仪的核心部位。此外还可用做电声器件中的传声器、高频扬声器和立体声耳机以及磁硫体密封器、磁水等等。
我国是世界上稀土最丰富的国家，研制成功的高温度和低温度系数的新型钕铁硼永磁材料，各种性能优于国外产品，尤其是具有更低的温度系数，成本低于国外5％，占有一定的国外市场。当今国内外正在向第四代稀土永磁材料开发进军，即开发稀土铁氮系和稀土铁过渡金属系等性能更好、更经济的新一代稀土永磁材料。
20世纪兴起的高性能金属材料还有高强度核铝锂合金、超细颗粒金属材料等，在高技术革命中占有重要地位，并具有广阔滋长的应用前景。
38.打不碎的陶瓷基复合材料
由纤维增强陶瓷的陶瓷基复合材料既可保留陶瓷材料耐高温、高硬高强和耐磨蚀的性能，同时又克服了陶瓷的脆性，陶瓷基复合材料可满足12000℃～1900℃的使用条件。人造地球卫星、载人宇宙飞船等的发射成功，取决于称为“烧蚀材料”的陶瓷基复合材料。当宇宙飞行器从外层空间返回地球时，稠密的大气层是它的必经之地，高速的飞行速度使飞行器和空气之间产生强烈的摩擦，由此而放出的热量瞬间可高达8000℃～10000℃，“烧蚀材料”此时吸收大量的热烧掉自己的一部分，与些同时使周围的温度降低，以保证飞行器本体安然无恙。
陶瓷基复合材料除了用于航空航天部件，还可用于滑动构件、发动机部件和刀件具等。法国用长纤维增强碳化硅复合材料作为超高速列车的制动机，其优异的摩擦磨损特性是传统制动件无法相比的。
陶瓷基复合材料以优异的耐高温和耐磨损性能取胜于其他复合材料，但由于价格昂贵使其应用受到一定限制。
先进复合材料为航天航空事业做出了重大贡献，最新研究结果表明，在某些特种飞机上先进复合材料用量已占50％以上，美国最新生产的具有隐身功能的轰炸机B-2，其机体的结构材料几乎全是复合材料。当今先进复合材料已广泛扩展到其他领域，如用复合材料制成的箭，其箭杆重量减轻4％，命中率也大大提高。在汽车工业领域，用先进复合材料制成的制件代替同样性能的钢制件，可减重70％左右，而且在工艺上可一次成型，可用来制造汽车车体、受力构件、发动机架和内部构件。先进复合材料在化工、纺织业、医疗和精密仪器等领域也发挥着不可估量的作用。
先进复合材料的研究十分活跃，发展趋向有以下特点：由宏观复合向微观复合发展；由增强性的双元混杂向超混杂复合发展；由结构复合向多功能复合发展。复合材料除具有力学性能外，还有其他如电、磁、光等性能。
39.用新材料制造的智能服装
英国研究人员正在研制能把不引人注目的精巧装置缝在衣服里的智能型服装。迄今为止，这类智能型服装包括：带有MP3音乐播放器的比基尼游泳衣；内装移动电话的衬衣；既可保暖又可告诫那些彼此距离太近的滑雪者放慢速度的滑雪衣。至于对孩子放心不下的父母，可提供内带全球定位仪的儿童T恤衫，以便他们能够随时掌握孩子的行踪。
设在萨里的消费类电子产品公司——菲律宾雷德希尔实验室的多学科研究小组已对这类智能型服装进行了两年的研究。
该研究小组通过将机织、手织和印花织物与新型导电材料融为一体，使表面看上去与传统服装没什么两样的衣服增添了智能，而且这种衣服还可以洗。
领导该研究小组的戴维·伊夫斯说，智能服装对时装业的重要影响将不亚于比基尼泳衣或超短裙。
伊夫斯说：“按照我们的设想，要不了几年，电子服装将形成一个‘个人局域网’。人们将真的做到早晨一起床就给自己接通电源。”
伊夫斯指出，给衣服加装智能具有非常实用的价值，例如，智能滑雪衣内带有的智能很可能就具备救生功能。如果内置的温度计测得人体的体温过低，这种滑雪衣自身就会马上加热升温。
这类服装的设计主要是以年轻人为对象，包括一拉就会发亮的茄克衫，和一压就可改变音量的上装。研究人员已成功地把灵便的小话筒装入劳动布工作服的披肩布里，目前又在研制可导电的维可牢尼龙搭链，为的是能够在它上面装放微型MP3播放机。
由于巧妙地装入了可导电的织物条，这种运动上衣可以通过测量电阻完成智能操作。当衣服被伸展开时，电阻数据就通过无线信号送入计算机软件包中。计算机根据这些数据勾划出一幅穿着者动作的画面，并将其立刻显示在计算机屏幕上。
