5、时间晶体

简介：时间晶体英文名为time crystals，也叫时空晶体（space-time crystals），是一种在空间和时间上都有周期性结构的四维晶体。

我们日常所接触的都是固、液、气三种基本物质形态，但随着科学的发展，物质形态的概念也得到扩展，比如等离子体态、波色-爱因斯坦凝聚态、超临界流体等。

时间晶体是一种全新的物质形态，也是一种打破时间平移对称性的非平衡态物相。

时间晶体的概念最早是由诺贝尔物理学奖得主弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）在 2012 年提出的。三维空间的晶体我们并不陌生，比如冰块、钻石等。晶体是微观粒子在空间上周期性排列的几何对称结构。

维尔切克在给学生上课时开始思考，能否把三维晶体的概念拓展到四维时空中，让物质在时间的维度上周期性排列。也就是说，时间晶体在不同时刻具有不同的状态，并且这种状态的变化具有周期性。举个通俗的例子，一个时间晶体可能第一秒是白糖，第二秒是红糖，第三秒又变回白糖。

未来发展趋势：2021年9月，诺曼·姚、维迪卡·凯曼尼、多米尼克·埃尔斯和渡边悠树四位理论科学家共同获得“科学突破奖”，标志着离散时间晶体这一新领域获得了更广泛的认可。

2021年底，谷歌量子计算团队所实现的离散时间晶体实验，被美国物理学会(APS) Physics和英国物理学会 (IOP) Physics World评为年度物理学突破之一。

对离散时间晶体的研究，刷新了人们对了周期性驱动系统、多体局域化、预热化以及量子热化过程等领域的理解，并促使更多不同领域的科研工作者投身其中。

从离散时间晶体的发展过程可以看出，科学探索在大多数时候都不是一番风顺的，需要否定之否定，以及学术上针锋相对的论战。

在科学探索中，有创见的错误比平庸的正确更有价值，因为错误中可能孕育着新的思想。时间晶体正好赶上了量子计算技术突飞猛进，才得以在短时间内获得迅猛发展而非被埋没。

6、机动车检验标志电子化

简介：加拿大生物公司HyperstealthBiotechnology研发出名为"量子隐形”的先进材料(隐形面料)。这种面料被命名为”Quantum Stealth camouflage”(量子隐形伪装材料)，通过弯曲光线达到隐形目的。

未来发展趋势：这种材料可以用来制作隐形衣，帮助战场的士兵通过隐形来完成高难度的作战任务。

该公司首席执行官盖伊·克拉默介绍说：“量子隐形材料不仅能帮助特种部队在白天完成突袭行动，而且还能帮助士兵在遭遇不测时顺利逃生。此外，这种材料还有望在下一代隐形战机、潜艇和坦克上得到应用，让其实现真正的界创汇隐形，帮助部队在无形“中完成对敌方的打击任务。

7、永不变干的材料

简介：由聚合物和水制成的材料，可导电，而且不会变干。

未来发展趋势：未来，这种材料可以用于制作人造皮肤以及具有仿生功能的柔性机器人。

8、过渡金属硫化物

简介：过渡金属硫化物 (TMDC) 具有简单的维结构，是可比肩石墨烯的超级创新材料。

它通常由过渡金属元素M（如:铝、钨等）与硫族元素X（如：硫、硒、确等）组成。由于相对成本较低，并且更易于制成非常薄目稳定的图层司时具有半导体特性，TMDC成为光电子学领域的理想材料

未来发展趋势：如果电子和真空洞被注入TMDC，当它们相遇时就会再次组合然后释放光子，这种光电相互转化的能力使得TMDC有望被用于光传输信息领域，用作微小的低功率光源或激光：TMDC可以和各种二维材料结合制备异质结，并目很少出现晶格失配的问题，这种异质结光电器件有望在更广泛的光谱范围内表现出良好的器件性能。

9、冷沸材料

简介：冷沸材料，是与热沸材料截然相反的物质，是一类随着温度的下降依次呈现固态、液态、气态的物质。

聚集态冷沸材料在高温、常温条件下为固态，温度越高其强度越高，最高可耐受1万摄氏度以上的温度，在﹣121°C变为液态，在﹣270°C变为气态。

冷沸材料是一种超级材料，与目前研制的性能最优的耐高温材料、超导材料相比，冷沸材料的耐高温性、超导性等优点更为突出。

在冷沸材料中掺杂惰性热沸材料，可提升冷沸材料的低温、超低温强度，使其在更广阔温度范围内具有超高强度特点。

冷沸金属材料在常温条件下拥有超导特性，无需维持高成本界创汇的低温环境。因此冷沸材料具有极高研究及应用价值.

未来发展趋势：行业分析人士表示，冷沸材料可以广泛应用在航空航天、超级机械、电子设备等领域。

以航空航天为例，冷沸材料可以制造性能更优的航空发动机、飞行器外壳等部件，应用于第三宇亩速度及以上速度的太空飞行器中，在其超高速度飞行产生超高温度的情况下，部件材料仍能够保持超高硬度，同时还可以满足太空飞行器在宇亩低温、超低温环境中仍能够良好运行的要求。

冷沸材料可推动航空航天产业科技革命，但其无论是人工制备还是从月球中开采均具有极大难度实现应用还有较长道路要走。

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