材料新世界交响曲.docx

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材料新世界交响曲

“谈天说地”系列之三

————步靠谱，究竟靠谱吗？

MUSIC...........................灯光闪...............................MUSIC.........................灯光闪.........................

主持人：

奇思妙想今何在？

“谈天说地”伴你听！

各位现场的观众，各位电视机前的观众朋友们，大家下午好！

欢迎来到“谈天说地”节目的直播现场，我是主持人卓越。

（鼓掌）

主持人：

谈天说地栏目举办至今已经是第三期了。

我们栏目的主题是关于未来的设想，旨在鼓励新想法、新思路。

我们每一期都会请一位“奇思妙想达人”来和我们分享他关于未来的“奇思妙想”。

今天呢，我们栏目组邀请了一位重量级的嘉宾，这位嘉宾号称非常不靠谱，他有一个很不靠谱的想法要和大家分享。

想必现场的观众们已经猜到他是谁了。

那么他将会带来哪些不靠谱的想法呢？

让我们带着疑问，掌声有请，我们的步靠谱同学！

（鼓掌）。

MUSIC...................灯光闪来闪去...........................MUSIC......................灯光闪来闪去................

步靠谱：

大家好！

（掌声）。

步靠谱：

南京大学的观众朋友们真的是太热情了！

谢谢大家！

主持人：

欢迎来到“谈天说地”的舞台。

听说这次步同学可是有备而来，给我们带来的是一个既有想象又合情合理的很靠谱的想法，这可吊足了大家的胃口，现在请步同学给我们揭晓谜底吧！

步靠谱：

今天我要和大家聊一聊的话题呢，是关于未来的家居生活。

聊一聊未来的家居是什么样子，当然主要是聊一聊用哪些材料才有可能实现我们想要的样子。

“衣、食、住、行”是人们生活的四大不可或缺的元素。

人们生活条件的改善，幸福感的由来，和这四个方面可谓是息息相关。

当人们实际所处的生活条件与人们理想中的需要相差甚远，不由自主的会让人产生关于生活方式变革的一系列设想。

而关于生活的设想基本离不开“衣、食、住、行”的大范畴。

今天，我有一个关于未来家居生活的设想，也就是关于“住”的设想。

主持人：

不过在介绍您的想法之前呢，我想先问一下，这个想法是怎么产生的？

步靠谱：

我这个设想的来源很简单，就来自于一件生活中很常见的东西，现场的观众朋友们想必也有不少人带了这样东西，是什么东西呢？

请看大屏幕。

主持人：

嗬，原来是年轻人非常追捧的苹果手机，可是步同学，这苹果手机和家居生活怎么又扯上关系了呢？

步靠谱：

问得好。

大屏幕上的这张图呢显示的是苹果最新的系统ios7.这也是苹果设计师JonyIve的标志性的风格。

可是iOS7发布之后，很多人表示对iOS7扁平图标无法接受。

iOS7中去除了各种仿实物纹理和高光效果。

类似于大屏幕上显示的这几个图标，清晰的反映了他的思路。

这是JonyIve设计的Instagram图标、印象笔记Evernote、这是JonyIve设计的谷歌主页。

（图片来源）

主持人：

难道步同学的设想和这种设计风格关系密切？

步同学：

主持人猜对了。

虽然用户们对这位设计师的风格褒贬不一，但是我本人很喜欢这种设计风格。

其实苹果在对待所谓“扁平化”设计风格上是有着自己独到的设计理念的。

正如苹果官网所说的那样。

“人们常常将简约等同于极简主义。

但是，真正的简约远不止删除矫饰和去除杂乱那么简单。

而是应你的需要，因地、因时恰到好处地展现每一方面。

删繁就简，事事有序，以及确保所做的每一件事总是“行之有效”。

当你第一次上手使用，就对它所能做的了然于胸时，那就是简约。

”

这和我们对未来家居的要求有非常相似的地方。

主持人：

对，毕竟在居家方面，好用是第一位，好看只是锦上添花。

如果我们尝试将苹果系统的设计理念应用到家居上，会发生什么呢？

步同学：

提起未来家居，人们总是会想到智能化、微型化这些老生常谈的话题。

前几天看新闻，有报道一种智能的厨房系统。

新闻花了大功夫来强调一些关于智能感应啊，遥控啊等等一些功能。

但事实上，好用才是第一位，用户需求才是最重要的，一些无用的炫酷不属于柴米油盐的日常。

主持人：

步同学说的很对呀。

不过我很好奇，将家居做出简约化的效果，真的会比现在更加方便，让我们的生活更加舒适吗？

步同学：

这个问题问到了点子上。

我们可以通过设计来使家具好看，当然，我们也可以通过简约化来达到美观实用的目的，省去精心设计的烦恼。

我希望带给大家的是以实用为主的未来家居。

未必要全部智能化，我们更需要的是舒服和美观。

我们的房间并不是很大，如果把很多部件都做得简约，我们就能够有更多的空间，生活也会更舒适。

当然，所设想的每个器件，它们原本的功能不应该比现在的差。

首先，我会先大致描述一下我对未来家居的直观想象，然后我们再来聊一聊关于具体的每一个器件。

主持人：

好的谢谢步同学，下面我们先进一段广告，广告之后更精彩～

（用飘柔就是这么自信。

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你的益达，不，是你的益达。

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板块一：

直观认识

MUSIC...................灯光闪呀闪...........................MUSIC......................灯光闪呀闪...............

主持人：

欢迎回来，如之前所说的，接下来请步同学讲一下关于未来家居他的直观的认识吧。

步同学：

好的。

所谓直观的认识就是对我个人来说未来家居到底是什么样子。

既然要贯彻“简约化”和“扁平化”的苹果理念，我们很多东西都需要做出变化。

现在让我们展开想象，想象我们正在走进一所未来的大房子，而我，将是大家的向导。

首先是客厅，让我们来看一看什么东西可以做的更加简约呢？

首先我们看到了空调。

我对空调的意见可是非常大。

因为它太笨重，占地方，造成清扫的死角，外面还要挂一个那么大的压缩机，实在是不符合我们的理念。

那怎么来改变它呢？

我们不妨展开想象，如果能有其他的一些东西，也能实现调节温度的功能，那可就好了。

比如说，我们找到一种材料，热的时候可以吸收热量，冷的时候能够放出热量。

把这种材料做成墙纸或者涂料，那可真是太方便了。

或者，我们可以退而求其次，把空调和墙壁合二为一，内壁吸热，外壁放热，这种想法也挺好。

总之，要在达到好的调节温度的前提下，把这个大家伙给解决掉。

然后，我们看到了电视机。

提到电视机，相比大家对它的希望就是能够有更好的观看效果。

当然，至于频道什么的，这不是我要叙述的内容。

想有更好的观看效果，就要把电视机做的尽可能的大一些。

既要大，又要轻和薄。

那我想，索性把电视机这个概念给弱化，直接采用投影式的播放模式，就像投影仪一样。

当然，投影仪的效果是挺差劲的。

也可以采取显影的播放模式，让壁纸直接显示出图像。

当然，我们更加可以做一个像壁纸或者大的镜子一样的显示屏，这就和新材料密不可分了，不过这恐怕贵了点。

然后，环顾四周，我们看到了沙发。

对于沙发，我没有什么想法，因为现在的沙发就挺好，虽然体积大但是又舒服又好看。

毕竟，即使我们用折叠结构、甚至高端的记忆金属来制作可以伸缩的沙发，它伸展所需要的微小时间也是我们所不能忍受的。

对于我来说，在我疲劳的时候，我只想立刻倒在沙发上，半秒钟也不想等。

然后抬起头，我们看到了各种灯具。

说到灯具那可就有话题了。

想象未来的灯具，我们既可以做成声控的，也可以做成遥控的。

当然，这些现在已经可以实现了。

我的想法是能否用可控的发光材料来实现照明的要求。

将发光材料涂在墙纸上，既可以照明，又不占地方。

当然，我们要能用开关来控制它。

低头，我们看到了地板或者地毯。

现在看来地板只是起到美观、易打扫的作用，可不可以在地板上做一些文章呢？

地板是天然的扁平、简约化的位置，我们不妨把一些功能集成到地板上面。

比如之前提到的调控温度的功能。

或者小型的电力供应装置——可以把人行走时踩踏的力量转换成电能。

不过这个功能相比较而言不太实用，这点微小的电能实在起不到好的作用。

往前走一走，我们打开窗户透透气。

窗户是房间采光透风所必不可少的。

窗户的主要部件是玻璃。

关于玻璃我们可以做一些设想。

但是就和地板一样，它本身就是简约扁平的。

我们在玻璃上能做的文章也很好想象。

单向透光玻璃用以保护我们的隐私、色彩斑斓的玻璃用以装饰、自清洁玻璃可以省去清洁等等。

这些在现在也都可以实现，我就不一一赘述了。

到其他房间看一看，我们先看看厨房吧。

对于未来厨房，集成化真的是必不可少的，厨房比其他房间更加需要集成。

我们的锅碗瓢盆已经很占地方了，如果再弄一些什么煤气灶煤气罐，厨房真的很拥挤呀。

其实电能是很好的加热方式。

现在的智能家居系统强调智能化和集成化，这对于厨房来说非常合适。

如果将电磁炉做的更好用，更普遍化，那可以直接做成比较大的加热板，在加热板上制作多个加热点，嵌入触摸式的操作方式，相信会很好用。

冰箱也是个伤脑筋的大家伙,不过还真是不太好处理，毕竟想保存东西，总得有足够的空间把它们装进去吧？

那么这个大房子用什么能源来驱动它呢。

有一个大胆的想法，就是类似于钢铁侠的能量核心，把核能做成电池。

既可以提供充足的能源，又方便使用。

不过这个想法相对于现在的科学发展水平来说，显然是有些超前。

那就退而求其次，我们可以用太阳能电池板。

那对于太阳能来说，提高它的效率是头等难题。

这也和我们材料的研究息息相关。

主持人：

步同学，谈了这么多美好的设想，相比我们现场的和电视机前的观众朋友们已经对这种未来的家居生活产生了非常浓厚的兴趣。

可是只有想象是不够的，究竟怎样能够让我们实现，或者说可能实现这种美好的生活呢？

那么，接下来就请步同学给我们简单介绍一下。

不过在这之前，我们先进一段精彩的，广告！

（为神马追我呀，急支糖浆。

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上六楼不费劲，新盖中盖。

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MUSIC...................灯光好刺眼...........................MUSIC......................灯光好刺眼..............

板块二：

具体介绍

主持人：

欢迎回来，这里是“谈天说地”系列节目第三期的直播现场，我是主持人卓越。

前面我们提到关于未来家居的构想。

那具体怎么实现呢？

接下来，我们把时间留给步同学。

步同学：

好的，谢谢主持人。

我接下来希望详细介绍我所设想的功能该怎么实现。

当然，我介绍的这些方式只是可能的方式，有的甚至可能性很低。

但是既然要想象，那就要天马行空的想象，不能因为觉得不可能而停止思考嘛。

1.空调

首先介绍那个很吸引人的空调吧。

如果我们想将空调与墙壁合二为一，空调可将墙的外壁做成冷凝器,内壁做成蒸发器,中间用一层真空或隔热层隔开,这样换热面积会大大增加,能效比也大大提高,。

而且换热面积增大,可以利用空气的自然对流来换热,不用风扇,风扇运转噪音也就不存在。

而且室内室外可以象窗机那样做成一个整体,这就避免了目前分体机铜管连接易出现泄漏的问题。

现在室内为天花板式的小型中央空调,改为此种型式最为合适,既易安装、维护,又节省空间。

看似一堵墙,其实是一部高性能空调。

当然这需要新材料新技术的支持。

也许十年二十年之后,建筑材料和换热材料可以合二为一,而且便宜坚固,性能又好,那么这种空调也就不是“天方夜谭”了。

现阶段我了解到了一些相变换热的材料。

我认为这种材料对于我们设想的实现有借鉴意义。

根据相变种类的不同,相变蓄热一般分为四类:

固一固相变、固一液相变、液一气相变及固一气相变。

由于后两种相变方式在相变过程中伴随有大量气体的存在,使材料体积变化较大,因此尽管它们有很大的相变热,但在实际应用中很少被选用,固一固相变和固一液相变是实际中采用较多的相变类型。

表1.2列出了部分潜在的相变材料（包括有机类、无机类和混合类）,同时给出这些物质的部分热物性（如熔点、熔化热、导热率和密度）。

表1.5列出了市场上可以购买到的相变蓄热材料商品,厂家提供的部分热物性和来源。

（图表来源④）

相变储热材料在储热--放热过程中，温度波动范围很小，材料近似恒温，故可控制温度。

其储热容量大，储热密度高，单位质量、单位体积的储热量要远远超过显热储热材料；且较之于化学反应储热，相变储热具有设备简单、体积小、设计灵活、使用方便等优势。

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当然，想让这些材料做出我们想要的结果，难度很大，不过这位我们的设想提供了一些可能性，聊胜于无吧。

2.电视

之前我们提过，想有更好的观看效果，就要把电视机做的尽可能的大一些。

既要大，又要轻和薄。

那么，用投影式的播放模式如何？

当然，投影仪的效果是挺差劲的，但是也未必不可取，电影院不也是投影的效果嘛，效果很拔群。

不过，看上去在家里装个投影仪太不上档次了。

虽然以后可能会把白色幕布省了，只需要投影到墙上，但是这也不太上档次。

也可以采取显影的播放模式，让壁纸直接显示出图像。

当然，我们更加可以做一个像壁纸或者大的镜子一样的显示屏。

未来比较有潜力的我认为是OLED显示屏。

OrganicLightEmittingDisplay，即有机发光显示技术，在各种液晶显示技术上属于新崛起的种类，被誉为“梦幻显示器”。

OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，不需要背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。

并且这些发光物质可以是胶体状态，这样OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能.。

⑥

（图片来源⑦）

（图片来源⑧）

一般而言，OLED可按发光材料分为两种：

小分子OLED和高分子OLED（也可称为PLED）。

小分子OLED和高分子OLED的差异主要表现在器件的制备工艺不同：

小分子器件主要采用真空热蒸发工艺，高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。

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这种材料如果做成像一面墙壁那么大的显示屏相比会非常的酷。

而且，最好的是它能做的很薄，真的就像一面镜子一样，那将会是我们居家的必备良品呀。

当然，这只是现阶段比较有潜力的一种显示屏，未来一定还会出现全新的更好的显示屏材料。

3.灯具

我理想中的最好的灯具就是墙纸。

希望有一种能够发光的材料，做成墙纸或者墙纸的涂层，并且我们可以用开关来控制它。

这样，不仅可以在整个房间里布满柔和的光，没有死角，而且不会很刺眼。

更重要的是，这一定很漂亮！

这种想法实用不实用呢？

我们可以想到很多替代的方式：

数量很多的LED灯组成的照明板、直接用有颜色的玻璃做成一面将发光源罩住的发光玻璃墙等等。

可是我还是觉得我的想法更好一些（当然也更难实现一些）。

想想我们装修房子的时候，墙壁的涂料是必不可少的，但是只起到了装饰房子的作用。

如果让它兼顾照明的作用，何乐而不为呢?

关于发光涂料我们听到的也不少，有荧光涂料、夜光涂料等。

但是用发光涂料只是起到装饰、应急的作用，没有直接用来照明。

而且并不能用开关控制涂层的亮和灭。

怎样让发光涂料起到和灯具一样的作用，这可能就需要对发光材料的研究取得新的进展。

我简单搜集了关于现在的发光材料的一些资料。

如下。

稀土发光材料是比较好的发光材料，已经成为信息显示、绿色照明工程光电子等领域的支柱材料。

⑩稀土发光材料的优越性在于它的特征光学性质,以稀土离子（元素）为激活剂、共激活剂、敏化剂或掺杂剂的稀土发光材料表现出寿命长、易掺杂、稳定性好工艺简单等优点。

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希望未来的发光材料能够实现我的设想。

当然，安全无污染也应该是我们要考虑的方面，毕竟即使是涂料本身，我们也要注意应该使它对身体无害。

4.能源

之前我也提到了，我希望未来家庭能够用太阳能来供能。

但是太阳能装置太贵，远远不如直接使用电能。

但是如果以后太阳能装置成本越来越低，使用寿命越来越长，可靠性越来越好，太阳能装置也会成为可以和直接使用电能相媲美的方式。

比如说，一个房子，我们预期可以住50年。

如果配套的太阳能装置寿命完全达到要求，而且远远比50年的电费便宜，且更安全，那选择太阳能就会有优势了。

现在太阳能电池在蓬勃发展，有很多新材料、新技术被应用在太阳能电池上面。

在能源问题越来越受到重视的今天，太阳能电池技术成为人们研究的热点。

我希望给大家讲一下太阳能电池现阶段根据太阳能电池材料的分类，以及有潜力的太阳能电池新材料。

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（1）硅基太阳能电池

硅材料是目前工业生产太阳能电池的主要原料,普遍的应用于各类硅基太阳能电池的生产中。

①单晶硅太阳能电池。

②多晶硅太阳能电池。

③非晶硅太阳能电池

④HIT太阳能电池

（2）化合物太阳能电池

化合物太阳能电池是利用化合物材料作为基体材料制备的太阳能电池。

①单晶化合物太阳能电池

②多晶化合物太阳能电池

黑硅（blacksilicon）是最新研究发现的一种能大幅提高光电转换效率的新型电子材料。

这种表面微构造过的硅材料具有奇特的光电性质，它对近紫外一近红外波段的光（o．25～2．5微米）几乎全部吸收，具有良好的可见和近红外发光特性以及良好的场致发射特性等。

这个发现在半导体界掀起惊涛骇浪，它在遥感、光通讯及微电子等领域都具有重要的潜在应用价值。

我们可以利用其高的光吸收率，把它做成太阳能电池的光吸收部件，相信会很有潜力。

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图表来源⒁

好了，讲了这么多，相信各位观众朋友们也累了，那我们把舞台交给主持人吧。

主持人：

谢谢步同学。

听了这么多我都要睡着了，还是前面的设想比较有趣，没想到实现起来这么麻烦.材料学果然是一门博大精深的学问.好了,接下来我们要进入提问环节,大家有什么问题,可以与步同学讨论,不过在这之前呢?

让我们先来看一段,大家最喜欢的,广告吧～

（动感地带我的地盘。

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快投中国人寿。

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板块三：

提问环节

MUSIC...................灯光师注意......................MUSIC......................灯光师注意............

主持人：

好的各位亲爱的观众朋友们，欢迎回到“谈天说地”的直播现场，我是主持人卓越。

听了步同学说了这么多，我们相信都学到了不少。

那么下面各位观众朋友们有什么问题么？

好的好的，那位手举的最高的同学，你有什么问题？

手举的最高的同学：

步同学你好，我想问一下，您主要介绍的是未来家居的简约化风格。

也就是“苹果”的风格。

可是说到未来家居，一个难以绕开的话题就是智能化，您对智能化有什么看法？

未来的智能化和您的简约化是相辅相成还是有所冲突？

步同学：

这是个好问题呀。

提到未来，热点话题就是智能化。

我们希望能够将所有的系统——电视机、空调、甚至沙发，都做的像电脑一样聪明，而且好用。

我们希望可以远程控制、网络控制，当然，在不考虑网络安全性的前提之下。

我们希望一体化的全面控制，简化各种家居用品的操作难度。

这些其实都是可取的，不过我认为过度追求这些东西并不是特别实用。

比如电视机，其实有遥控器就够了，我们也不需要可以远程控制的东西。

或许你会说，如果远程控制我的空调，让它先制冷，等我回家，就可以直接享受凉爽了。

但是为了这个所付出的代价和操作其实更多了。

这就不如直接把空调做的更符合人们的要求来的彻底。

比如那个可以智能控制放水排水以及水温的智能浴缸，其实我自己在家都是淋浴，南大住宿生都是淋浴，相信用的着浴缸的也不是大多数。

用得着浴缸的人，又有多少喜欢这种智能浴缸？

诸如此类，都是智能化存在的问题。

不过智能化最大的优点是它的集成化、多合一的功能，以及它嵌入式的操作，的确可以极大的优化使用者的体验。

我只是希望不要过度追求不实用的设计。

在这个前提上，智能化和简约化是相辅相成的。

主持人：

好，下面的观众还有什么问题？

那个带着黑框眼镜的帅哥，你有什么问题？

黑框眼镜的帅哥：

步同学你好，我想问一下啊，您所提到的想法的实现方式，很多都是猜测，您怎么知道将来的家居生活会按照您的猜测进行呢？

步同学：

对，这只是我的一些猜测。

“谈天说地”栏目本来就是希望能够有大胆的想象。

不过结合了我日常的一些感想。

比如我的哪个东西用的不舒服，我就会想，如果这个东西是我想的那样就好了。

毕竟有需求才有想法，这是我想法的来源。

至于后面那些实现的方式，介于我的知识水平有限，实在是想不出更好的方法了，请这位帅哥见谅。

主持人：

好的，谢谢这位帅哥。

还有问题么？

时间有限，我们再问最后一个问题。

那个长发高挑的美女，你有什么问题？

长发高挑的美女：

步同学，听了你的想法，我好崇拜你哟，我们可以交个朋友么？

步同学：

求之不得呀，可以做地铁二号线到南大仙林校区站来找我，我请你吃金陵小炒哟，就这么说定了，我们不见不散。

主持人：

好的各位亲爱的观众朋友们，各位电视机前的观众朋友们，今天的“谈天说地”栏目到这里就要结束了，感谢步同学为我们带来的精彩的介绍。

奇思妙想今何在？

“谈天说地”伴你听！

我们下期再见～

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参考文献、网址及图表来源：

我对未来空调的设想_管善建

④高温相变蓄热材料的制备及性能研究_王胜林

⑤高温相变换热材料的研究进展和应用_陈思明

⑥OLED显示和固态照明_李文连

⑦⑧OLED未来的显示器

⑨

⑩纳米级稀土发光材料的制备及发光性能研究_杨定明

⑾稀土有机配合物电致发光研究进展_李哲峰

⑿单晶黑硅太阳能电池性能研究与硅表面制备银栅线_张恩阳

⒀⒁革命性的新材料_黑硅_姜晶