为什么金属塑料既坚硬又柔软

我们都知道，金属和塑料是两种有着不同特性的材料。金属的导热和导电性较强，阻燃性好，但易被腐蚀；塑料柔韧性好，重量轻，耐腐蚀，而且在高温下会软化变形，从而能加工成各种形状或造型。金属和塑料之所以会有这些不同的特性，关键在于它们的内部结构不同。金属的原子按一定的规律排列，是典型的晶体；而塑料的内部原子呈无序排列，其结构主要是非晶态或类玻璃态。

纳米技术（艺术想象图）

那么，金属和塑料是不是就“水火不相容”呢？不是的。早在1960年，科学家就发现，在一定情况下金属内部原子可以进行不规则排列，即形成非晶态金属。不过，这种具有高塑性的金属材料直到2005年才研制出来，这就是“金属塑料”。实现这一突破的是中国科学院的几位科学家，他们发明了一种新型的块状铈基非晶合金材料，它具有低于100℃的玻璃化转变温度。如果把它放在开水里，会立即变软，因此可以很容易地进行弯曲、拉伸、压缩，呈现各种形状；而当温度恢复到室温后，它立刻又会恢复金属所具有的高强度——其强度接近超高强度的铝镁合金，并具有优良的力学和导电性能。尤其难得的是，还可通过掺杂不同的金属来调节其“转变温度”。这种金属塑料还是目前世界上为数不多的可以达到厘米尺寸的大块非晶体系之一。

金属塑料在理论和实际应用方面都有极大的价值。它能使很多复杂工件的加工制造变得更容易、更便宜，因而获得广泛应用。同时，它也可能是进行纳米、微米级加工的优良材料。它的出现进一步激励人们在这一领域不断探索，研制出更多性能优异的新材料。（匡志强）