镍钛诺可以用于制造电线 ， 在各种消费品和工业品中都有所应用 。 比如 ， 牙套的弓丝 ， 人体的热量会给镍钛诺制成的弓丝加热 ， 导致弓丝收缩继而施加必要的力 ， 以矫正牙齿的位置；心脏手术中植入的支架；恒温控制器 ， 用于需要让形状随温度发生变化的地方；以及控制太空系统稳定形态设备 。 事实上 ， 自从镍钛诺在1959年被科学家发现 ， 科学家几乎在每年都能发现新的用途 。
显然 ， 拥有超强形状记忆功能的材料将在日常生活中发挥非常实用的功能 。 比如 ， 在停车场撞弯保险杠时使用这种材料修补汽车的轻微损坏 ， 不难想象 ， 汽车保险杠或侧板所采用的材料 ， 平时呈现的是某一种形状 ， 但它们在加热或暴露在特定波长的光线下时 ， 又会呈现出另一种形状 。 技术人员也许只需将保险杠置于精准调校的“汽车修理灯”下 ， 它就能自动恢复到原状 。 这样 ， 人们就无需为汽车提供其他昂贵的修理服务或更换配件 。
这项技术同样适用于飞机 ， 使之随着飞行环境的改变不断调整形状 ， 并依据当地条件优化性能 。 大多数运输工具都只能保持一种固定形态 ， 但如果运输工具可以根据当地环境条件巧妙地改变形状——比如 ， 汽车、飞机或船只都能够稍微变化外壳形态 ， 就可以提高几个百分点的燃油效率 ， 就像职业自行车手在下坡时对骑行姿态做出细微调整 ， 以便充分利用最后一点俯冲速度 。
另外 ， 姜-泰勒金属也是最具代表性的可编程材料之一 ， 姜-泰勒金属可随着环境的改变呈现出不同的电性质 。 姜-泰勒金属的名字来自姜-泰勒效应 ， 该效应形容在低压环境下 ， 电子状态下呈几何排列的分子和离子能发生扭曲 ， 这种新物质状态能让科学家通过简单施压将绝缘体（不能导电）变为导体 。
曾有实验尝试将可编程材料与C60结合在一起 。 由60个碳原子构成的巴克球在充入金属铷之后 ， 一旦承受压力 ， 就会变为足球形状 ， 而在压力减弱后又可恢复为正常的球形 。 想在单分子水平上控制任意数量的“开/关”系统 ， 那样的响应性分子是成功的关键——要知道 ， “开/关”系统正是数宇革命的基础 。
不仅如此 ， 其他材料所具有的“开关”潜力也逐渐显现出来 ， 索烃和轮烷是属于机械互锁结构（MIMAs）的两类纳米材料 ， 分别于1983年和1991年受到广泛认可 ， 并让-皮埃尔·索瓦日（Jean-Picrre Sauvage）和弗雷泽·斯托达特爵士（Sir FraserStoddart）凭借这两种材料在“分子机器设计与合成”中的应用 ， 获得2016年诺贝尔化学奖 。
索烃属于机械互锁结构 ， 看起来像是两个相互锁在一起的环 。 这种材料是由长长的分子链构成的 ， 这些分子链弯曲成环状 ， 首尾街接 ， 形成永久性的闭合环 。 环与环之间也会相互吸引 ， 不过 ， 这种分子间的作用力较弱 ， 近似于石墨烯薄片之间的作用力 。 这种分子间的作用力形成了所谓的超分子系统 ， 而超分子系统不再仅仅由一个孤立的分子构成 。
轮烷则类似于一个哑铃 ， 手柄处围绕着一个独立的环 。 分子较粗大的部位构成了哑铃末端的“砝码” ， 可以防止套环滑脱 。 套环和手柄之间发生强烈交互作用的地方称为基点 。 在遇到适当条件时 ， 套环可在基点之间穿梭或跳跃 。
经过多年的实验 ， 研究人员已经发现 ， 他们可以预先设计出套环和手柄之间的引力 ， 从而实现自动穿套 。 这意味着索烃和轮烷将成为可编程材料 ， 另一种化学反应将增加套环/手柄超分子系统的重量 ， 从而困住套环 ， 使其成为整个系统的一部分 。
未来科技的“基建”
当然 ， 当前的可编程材料的应用还只停留在浅层 ， 长远来看 ， 可编程材料将成为未来科技“基建”一般的存在 ， 比如 ， 在纳米机器人的应用中 ， 可编程材料就将发挥不可替代的重要作用 。
还是以索烃和轮烷为例 ， 2005年 ， 荷兰、英国与意大利联合研究小组共同开发出一种纳米机器 ， 只需向它添加某种光线 ， 科学家就能让液体逆流所上 。 该研究小组制成一种轮烷 ， 它的手柄有两个固定基点 ， 同时轮烷的一个砝码将手柄与一个特制的斜面连接起来 。
在常态下 ， 液体会沿并斜面向下流动 ， 原理也很简单 ， 就是重力的作用而已 。 研究人员发现 ， 在正常情況下 ， 经轮烷改造的斜面同样会让液体向下流动 。 然而 ， 当他们利用一种特殊光线照射轮烷改良后的斜面时 ， 液体便会违反重力作用 ， 向上流动 。 究其原因 ， 光线照向斜面时会被轮烷环吸收 ， 从而赋予了轮烷环充足的能量 ， 使其能够从一个基点移动到另一个基点 。 当轮烷环跃至第二个基点时 ， 顶部的砝码便会对液体产生排斥 。
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