你是否曾想象过身穿蝙蝠侠的服装，让我们的肩膀、腿更有力量，让我们可以随意爬行、飞速奔跑……27日，从由上海市人民政府、中国科学院、中国工程院主办，东华大学承办的第274期东方科技论坛上传来一个讯息：神奇的未来正变得触手可及。
从基于纳米纤维膜的水净化技术到用于液晶显示的光学补偿薄膜，从可穿戴的纤维状能源器件到面向智能服装的低维功能材料，这些海内外学术界、产业界专家来沪报告的种种高精尖材料，有同一个关键词——那就是“低维材料”。
什么是低维材料?
在实体空间中，材料总是表现出长、宽、高3个维度，因此我们日常所见的材料一般都是拥有相当大维度的条、面、块。
然而，当这些材料逐渐地变薄变细变小，在长宽高等某些维度或全部维度上的尺寸足够小时，就会成为“低维材料”，例如零维材料(量子点、原子簇等)、一维材料(高性能纤维、纳米线等)、二维材料(功能膜材料等)。
事实上，当材料在某一维度的尺寸足够小时，比如达到一个分子乃至一个原子的尺度范围时，就会展现出不同于日常材料的特性，在力学、光学、磁学等领域具备神奇性能，变身为传说中的“智能材料”。
从可折叠的柔性电池、可弯曲的非平板显示器，到可穿戴的电子智能终端，当轻薄材料更轻或更薄乃至隐于无形时，它们可以实现对物质和能量的调控。比如，以二维材料膜的形式，调控水分子、气体分子乃至光子的通过性，改变光能、净化水和空气等。
总之，当今低维材料的研究趋势正是追求材料的性能极限——更轻、更薄、更细、更柔、更强，为人类提供性能更优异的基础材料，通过对物质和能量的有效调控，实现对生命健康、智能生活、航空航天、深地深海探测等领域的升级变革。
例如，为解决传统液晶显示(LCD)视角受限及对比度偏低的问题，国际高分子领域的领军人物、美国工程院院士程正迪教授和美国阿克隆大学F. Harris教授共同发明了基于可溶性聚酰亚胺(PI)的高透明单轴负双折射(NB)光学补偿膜。
先是美国Rockwell International公司运用这一专利技术制造用于客机仪表显示器件;后来，世界最大LCD功能膜供应商之一日本电工与他们合作，于2000年成功将这种光学膜用于大面积LCD器件，如Sharp生产的液晶电视屏。世界范围内该项发明的商品化在很大程度上促进了全球LCD产业的增长，增强了工业界对进一步应用和发展LCD的兴趣。
低维材料打造智能服装
近年来出现的“可穿戴设备”着实火热，不过在东华大学研究专家看来，与可穿戴设备不一样，智能服装的科技含量更高，更为智能化。
据介绍，可穿戴的智能手环里很多传感器件实际上都是由低维材料制作的。现在能看到的可穿戴设备，主要将相关的电子元件与衣服简单结合，并没有真正的合二为一，多是“可戴”，距离“可穿”还很远。因此，它们的缺点也很明显，所有的电子元件都不能进水。另外，如果是大量的电子元器件的话，穿着的舒适度也不高。
“将来的智能服装很有可能就如科幻片中呈现的蝙蝠侠、蜘蛛侠那样服装，能瞬间变大变小变色变形动静相宜……有很多神奇的功能。”专家举例说，“纤维若能实现在不同电压、温度、光线下的变色，衣服就能像变色龙一样实现智能伪装。”而目前众多学者研究的可穿戴电致变色纤维、热敏变色纤维、光敏变色纤维等从原理上就初步实现了这样的功能。
东华大学研究专家告诉记者，现在能够看到的大致有点智能服装样子是宇航服，宇航服有很多功能，首先有无线电传输功能，就是他到外部进行操作的时候，飞船里面可以和他通话。然后它还有变形的功能，你要想到一个人到外太空里，外太空是没有气压的，那如果没有任何防护的话，这个人就会膨胀。所以宇航服有一个内压，它主要靠气体给人体一个压力，让你感觉到像在地球上一样。宇航服的很多元件就是由低维材料制造的。