編譯 小西愛吃糖
2016十大新興科技是由世界經濟論壇評選，新興科技元委員會編撰，其中包括先進科技推廣成員《科學美國人》雜志主編Mariette DiChristina。我們相信這十大科技有能力改善我們的生活質量，實現行業轉化并保衛我們的星球。十大科技清單也提供了一個機會，讓我們可以在這些技術未被廣泛采納前，就可能的人文，社會，經濟和環境風險問題展開討論。
混搭各自具有獨特光學，機械和電子特性的超薄合成物會生成適用于廣泛功用的定制材料。
新材料會改變世界。我們定義青銅時代和鐵器時代是有原因的。 堅固的不銹鋼和硅讓現代社會成為可能。現在有一種新材料，每個都包含單一原子層，正將材料潛力發揮推向極致。這類材料被稱為二維材料，在過去的幾年間已經發展為包括格構碳原子（石墨烯），硼（硼烯），六角氮化硼（白石墨烯），鍺（鍺烯），硅（硅烯），磷（磷烯）和錫（單層錫）。更多的二維材料在理論上都已經可行只是還沒有合成，比如來自于碳的石墨炔。每個都具有激動人心的特性，而且各種各樣的二維材料可以像樂高塊一樣被組合起來建造更多的新材料。
單原子層的革命始于2004年，當時兩位科學家用透明膠帶制造了著名的二維石墨烯 ——那可能是第一次用幼兒園教室里找到的工具實現諾貝爾獎級別的科學。石墨烯比鋼鐵還堅固，硬度高過鉆石，幾乎比任何物質都輕，透明，有彈性，而且導電速度超快。除了水蒸氣可以自由穿過它的分子網格，大部分物質都無法滲透它。
石墨烯最初比黃金還貴，但因為生產技術的改良，價格已經降低很多。六角氮化硼現在也可以商業化了，而且也開始生產技術優化。石墨烯現在已經便宜到可以用于凈水器，它可以使脫鹽和污水處理成本低廉。 由于成本不斷下降，石墨烯可以用于鋪路的混合物或混凝土，凈化城市空氣，因為它最大的優勢就是吸收大氣里的一氧化碳和氧化氮。
其他的二維材料可能也會沿續石墨烯的發展軌跡，在成本下降的同時因為技術人員找到利用它們特性的途徑，而找到大規模使用的應用領域，像電子設備一樣的高價產品。以石墨烯為例，它已經被用于制作可以縫進衣服的柔性傳感器，或者現在的3D打印使用添加物生產技術可以直接把它打印進纖維里。當添加入聚合物時，石墨烯可以生產更牢固但是更輕盈的飛機機翼和自行車輪胎。
六角氮化硼和石墨烯、氮化硼結合可以改良鋰離子電池和超級電容。這種材料將更多能量打包入更小的空間，可以減少充電次數，延長電池壽命，降低重量和損耗，從智能手機到電動車都能受益。
任何時候新材料進入環境，毒性都是讓人擔心的事。謹慎小心，對問題時刻警惕是明智之舉。對石墨烯毒性的研究至今已有十年，尚未發現任何對人體健康和環境的影響。但是研究還在繼續。
二維材料的發明為技術人員提供一套強大的新工具。科學家和工程師們對此興奮不已，混搭各自具有獨特光學，機械和電子特性的超薄合成物會生成適用于廣泛功用的定制材料。鋼鐵和硅，作為20世紀工業的奠基石，和二維材料家族比起來顯得如此笨拙粗糙。
