钢铁侠，逆向工程和材料科学的未来

钢铁侠3现在还没有上映，但是前两部电影（和几十年的电影）已经上映了铁人漫画）提出了一些关于科学家如何创造和利用新材料的有趣问题——比如铁人西服的能源。

对于那些与流行文化格格不入的人来说，以下是前两部铁人电影的重述：亿万富翁发明家托尼·斯塔克创造了一个电动外骨骼，赋予他事实上的超能力。这套西装最初是由一个虚构的“电弧反应器”驱动的，它可以继续运行钯但是在《钢铁侠2》中，斯塔克创造了一种神秘的新元素来驱动这套衣服(弧菌?).

斯塔克通过一个加速的过程发展了这个神秘的元素，看到他使用各种技术来创造和测试新材料，速度如此之快，以至于他在不到一年的时间里就将其用于他的西装中。

“在现实世界中，一种新材料从发现到应用可能需要20到30年的时间，”他说苏文·马托杜他是美国陆军研究室材料科学部的项目经理，北卡罗来纳州立大学材料科学副教授，也是漫画迷的铁杆人物。

“为了解决社会问题，我们需要找到一种更快的方法。材料科学界正在实施与斯塔克非常相似的系统，”马修杜说。马修杜真的考虑过这一点——他是一个名为“喜剧Tanium：超级英雄的超级材料”展览的联合策展人是由TMS基金会并于今年夏天在香椿属在匹兹堡。

“例如，为了创造新元素，斯塔克必须将其形象化为三维，”马修杜说。“但传统技术通常只能提供二维图像。在过去几年中，材料研究人员已经能够使用诸如原子探针层析成像–为我们提供原子级材料的三维图像。”

这些三维图像让科学家们对一种材料的纳米结构有了更深入的了解，进而让他们了解这些结构与一种材料的特性之间的关系。从某种意义上说，这是材料科学101。

材料科学有四个相互交织的方面：加工，即材料的制造方式；结构，即材料的原子、分子和晶体的排列方式；性质，即材料的行为方式（如强度、弹性等）.和性能，这是材料属性的组合，使材料在各种真实环境中具有其整体特性。

从历史上看，调查这些地区的过程——可能需要几十年——直到新材料被发现后才开始。但这种情况正在改变。铁人就是一个很好的例子。

“在《钢铁侠2》中，斯塔克通过定义他所寻找的性能特征，开始了创造新元素的过程，”马修杜解释道。“然后他寻找赋予材料必要属性的原子结构。他做的最后一件事就是合成新材料。”

这种逆向工程是材料研究的新模式。例如，几年前，国防部正在寻找一种可以用于新型起落架的材料。材料科学家使用了国防部一直在寻找的特殊特性从头开始对新铁合金进行逆向工程.

这种方法得到了高层的支持。2011年6月，白宫科技政策办公室启动了材料基因组计划他们想怎样做？通过遵循托尼·斯塔克的范例，确定你想要什么样的材料，然后找出如何制造它。

“我们离创造一个新的世界还有很长的路要走复制因子“就像《星际迷航》，但现实正在向漫画和科幻小说的领域靠拢，”马修杜说。

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