新材料产业作为我国七大战略性新兴起的产业和“中国制造2025”重点发展的十大领域之一，新材料产业被认为是21世纪最具发展的潜在能力并对未来发展有着非常大影响的高技术产业。

　　由中国浙江大学的研究人员研究开发而成的石墨烯气凝胶，目前已知它是地球上最低密度的物质之一，是一种泡沫状固体材料。气凝胶基本上没有重量却保有固定形状，但是能拉长成薄片气凝胶织物。在建设项目中，气凝胶织物具有“超强隔热”的特性。

　　印度设计了一种替代混凝土的复合材料，由多孔碳、丝瓜络纤维、肥土、水泥和包裹在其中的空气组成。选择的每种材料都有自己的优势：多孔碳质量轻，同时可吸附空气污染物；有机丝瓜络增强复合材料韧性；而土壤则起到弹性粘合剂和保持稳定pH值的作用。虽然这样一种材料仍处于原型研发阶段，但在可生物降解的景观墙中具有广泛的潜在适用性。

　　纳米技术正在推动材料科学，并突破了曾经看起来不可能的限制。当与高强度混凝土结合使用时，碳纳米管（CNT）等纳米材料会产生一种伸缩性强的材质，使得建筑不再需要钢筋，因此加快了施工进程。

　　为了进一步改善混凝土材料，美国莱斯大学的研究人员将目光投向了纳米级领域，他们研究了硅酸钙水合物(C-S-H)水泥如何结晶，并用它来合成具有特定形状的C-S-H颗粒。研究人员将它们变成立方体，矩形、棱柱、树突状、核壳和菱形，这样的形状能够让它们更密集地放在一起。团队可以通过调整原始种子的浓度、温度和生成过程的维持的时间来控制这些最终颗粒的数量、大小和形状。然后将该信息映射成可以与制造商和建造者共享的统一形态图，使他们设计具有特定期望属性的混凝土。

　　过去修复有裂缝的混凝土的唯一途径就是修补它。但以后将不用这样。美国罗德岛大学创建了一种新型“智能”混凝土，可以“智能”修复自身的裂缝。这是因为混凝土混合物中嵌入了微型水玻璃胶囊。当裂纹产生时，胶囊破裂并释放一种凝胶状愈合剂，变硬填补空隙，实现自我修复。

　　延长混凝土的寿命能带来非常大的环境效益。目前全球范围内的混凝土生产占全球二氧化碳排放的5%。智能混凝土不仅会使我们的结构更安全，也能够大大减少温室气体的排放。

　　温控反映瓷砖，是一家名为移动颜色的公司生产的一种玻璃装饰瓷砖，瓷砖表面涂覆着一种热致变色染料，可以像“活着”一般随表面温度发生明显的变化。在室温下，瓷砖是一个光滑的黑色，但当你接触到瓷砖或者有光直射或温水接触时，瓷砖颜色就像北极光一样转变成彩虹般的蓝色、绿色和粉红色。

　　科学家和工程师利用电子束光刻技术等尖端技术，已经成功地创造出壁厚只有1nm的碳纳米管。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料，可以拉伸超过厚度的一百万倍。碳纳米管的质量之轻和强度之高，使它们能嵌入到其他金属、混凝土、木材和玻璃等建筑材料中来增加材料密度和抗拉强度。

　　早在1980年代，科学家们就开始试验一种由铝、氧和氮混合粉所形成的新型陶瓷。陶瓷经过热处理和冷却过程得到硬度很高的晶体材料。将混合铝粉置于巨大的压力之下，在2000℃(3632 F)高温加热数天，最后抛光生产出透明如玻璃一般又兼具铝的强度的新材料。这种被认为是透明铝材或者ALON的太空材料已经用于军队生产装甲窗户和光学透镜。

　　美国麻省理工学院的一组研究人员成功的利用转基因酵母将二氧化碳气体转化为了固体碳基建筑材料。依据数据，每年全球约有300亿公吨的二氧化碳被排到大气中，造成了一定的环境污染，而此项研究仅仅需要一杯烧杯的转基因酵母就可通过只有1磅的二氧化碳产生出2磅的固体碳酸盐。这样一来可以很大程度上减少二氧化碳问题。

　　受白蚁启发，哈佛大学的研究人员组建了小型建筑机器人群体进行工作。四轮机器人能在空地上通过搬砖、爬墙和铺砖砌出砖墙。它们有传感器来检测其他机器人的存在并按规则彼此互不干扰地工作。就像白蚁一般，没有人“控制”它们，但它们按照程序齐心协力把设计变成现实。

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