美国科学家成功的研制成功一种新型的材料——“生物钢”，这种材料的强度和韧性超过远远超过塑料，而且具有完全的生物降解性能。科学家认为，这种材料在未来可替代引起白色污染的高强度包装塑料，成为包装材料的重要原料之一。目前这种材料由于成本的原因只用于重要的国防物资的包装，起着防弹衣的功能，随着产量的逐步扩大，这种材料将来用于包装等领域是完全可能的。
生物钢，有人叫它羊奶钢，也有人叫它牛奶钢。羊奶与牛奶，本与钢铁风马牛不相及，但科学家硬是将它们巧妙地结合起来了。
1997年，美国生物学家安妮·穆尔发现，在美国南部有一种被称为“黑寡妇”的蜘蛛，它吐出的丝比现在所知道的任何蛛丝的强度都高，而且它可以吐出两种不同类型的丝织成蜘蛛网。第一种丝在拉断之前，可以延伸27%，它的强度竟达到其他蜘蛛丝的两倍；第二种丝在拉断之前很少延伸，却具有很高的防断裂强度。用这种蜘蛛丝织成的布，比制造防弹背心所用的纤维的强度还要高得多。“黑寡妇”蜘蛛丝的优良性能，很快引起科学家的兴趣，他们设想，要是能生产出像蜘蛛丝那样高强度的纤维该多好啊。
科学家想让牛奶的蛋白基因中含有“黑寡妇”蜘蛛丝的蛋白基因，于是就先找山羊进行转基因实验。让山羊与“黑寡妇”蜘蛛“联姻”，将蜘蛛蛋白基因注入一只经过特殊培育的褐色山羊体内，在这只山羊产下的奶中，有大量柔滑的蛋白质纤维，提取这些纤维，就可以生产衣服。
实践表明，由转基因羊奶纤维造出的布，比防弹衣的强度还高十几倍。这种超强坚韧的物质，是阻挡枪弹射击的理想材料，也可以用来制造坦克、飞机与装甲车，以及作为军事建筑物的理想“防弹衣”。
根据国外的资料，从一只羊每月产下的奶中提取的纤维，可以制成一件防弹背心。美国正在研究如何利用蜘蛛丝的专家称，利用这种纤维制成的2.5厘米粗的绳子，足以让一架准备着陆的战斗机完全停下来。科学家给这种物质取名叫“生物钢”。
羊奶与牛奶变成的“生物钢”，不仅有钢铁的强度，而且可以生物降解，不会造成环境污染，可替代引起白色污染的高强度包装塑料和商业用渔网，还可用做医学方面的手术线或人造肌肤。
科学家设想，如果让转基因山羊大量繁殖，就可以生产出大量的生物钢用于工农业生产与国防战略。考虑到山羊对植被的破坏性，对牛进行转基因繁殖的前途更为广阔，而且一头牛的产奶量比一只山羊的产奶量高得多。
§§§第五节未来的建筑材料
未来的建筑材料将发生一次革命性的变化。首先，新型的混凝土将取代目前的水泥、砂石混凝土。未来的混凝上将是一种多孔的有机与无机物复合材料，其比重只有现在的混凝土的几分之一，而强度却数倍于现在的混凝上。这种新型建材易于成型和加工。这样，未来必将出现许许多多制造房屋的工厂。这些工厂都将由大型计算机自动控制，原材料从车间的一头源源输入，从车间另一端的流水线上将输出出一间间各具特色的房间。将来的施工队只需把工厂制好的房间像堆积木那样安装、固定、焊接，很快地一幢幢摩天大楼就会拔地而起。大楼的楼顶和朝阳的墙壁上将装有一层漂亮的半导体太阳能电池，可以向大楼源源不断地提供电力。住在这种大楼里，冬暖夏凉，四季如春，舒服极了。这种新型建筑还可以抵抗8级以上的地震呢！
§§§第六节未来的超级材料
科学家预料：未来，将是一个超级材料的时代。有朝一日从住宅、汽车到炊具和假牙，世界将由与今不同的未来材料构成。异乎寻常的陶瓷、塑料和复合材料，将与生物工程和计算机科学一样改变未来地球的面貌。你想象过有一种泡沫钢材料吗？它与普通钢材一样坚硬，但却又能像泡沫塑料一样浮在水上。科学家还制造了一类珍贵的记忆形状金属材料，它们能记住自己的形状。若用这种合金制作汽车车身，即使两车相撞，车身稍许凹陷一些，但如果给车身浇上开水，它就会恢复原形。另外人们还制造出了隐形材料，用它制成的飞机可以避开雷达的跟踪，用它造飞机库、火箭发射场、坦克阵列，均可在敌机的雷达屏上无迹可寻。在一次演习中，庞大的航空母舰竟在敌国的侦察船、卫星的严密监视中失踪，悄然返回数千公里外的基地，一路未被察觉。
陶瓷，过去人们一直认为它脆而不坚，无法派上大的用场。但今天人们从宏观水平上对它进行改造以后，已使它易脆的缺陷减到了最小限度，制成了各种新型的比钢铁坚硬也比钢铁耐热的陶瓷材料，不仅如此，制作陶瓷的原料还遍地皆是。因为在地壳里埋藏的100多种元素中，氧的含量占第一位，硅占第2位，铁仅占第4位。而主要由硅、氧两种元素组成的硅酸盐陶瓷，漫山遍野的含有硅酸盐的粘土、砂子、石头都是其制作原料。为此科学家预言，未来陶瓷将代替钢铁材料世界的“霸主”地位，成为材料世界的新一代“霸主”。
这种新型陶瓷材料生产工艺简单，只要将硅酸盐原料磨成细粉，加水拌和，成为柔软的泥沙，用模子塑成所需机器零件形状，用适当的方法烘干后，再放进窑里进行烧结便成了。对那些尺寸要求很准确的零件，再加工磨制一下就成了。未来这种新型陶瓷材料代替钢铁材料的世界“霸主”地位之后，一切防锈的油料和药剂都将失去市场，因为它不怕雨淋日晒，永远不会生锈。油漆的销路也将会大大减少，因为它们有烧结在身上的各种颜色的“瓷釉”，而且永远不会剥落。在工业应用中它不怕酸碱腐蚀，不用水冷风冷，即使热到了发红的地步也仍同在室温条件下一样硬朗。同时它还比钢铁轻得多，可以大大减轻机器的重量。
未来超级材料——塑料，也是科学家在先前塑料材料基础上开发出来的新材料。这类新型塑料中最引人瞩目者，要数工程塑料、导电塑料、磁性塑料、生物塑料以及形状记忆塑料等。
以工程塑料为例，工程塑料按功能可以分为通用工程塑料和特种工程塑料；按其结晶性又可以分为晶体树脂和非晶体树脂。与金属相比，工程塑料具有重量轻，成型加工性好，耐蚀耐磨，易着色，易复合等优点，因而大量代替金属应用于机械、电子、电机仪表以及航空、国防等尖端技术领域。当前工程塑料的技术开发十分活跃，主要致力于提高其耐热性和高强韧性。如日本通产省纤维高分子材料研究所开发成功了比铁更坚硬的塑料。铁的硬度为132，其为188，系世界首创。为此这类塑料已被用于代替钢材造桥、制造溜冰场和汽车发动机部件及直升机旋翼。目前，塑料保险杆和燃油箱，已成为新型汽车的平常部件。
未来的超级材料——复合材料，则是更有发展前途的新型材料。由于单一材料存在难以克服的局限性，像陶瓷的脆性，有机材料的低模量等。若把不同材料适当地组合在一起，往往可以产生比其组分优越得多的新材料。复合材料就是这样应运而生的。复合材料一般由基体材料如树脂、金属、陶瓷，与增强剂如连续纤维、晶须、颗粒复合而成。现代复合材料的第一代是玻璃钢，即玻璃纤维与树脂复合，既可代木，也可代钢，已得到普遍应用。第二代复合材料是树脂与碳纤维的复合，其工作温区为200-350℃。属于高比强度和高比刚度，易于成型，价格也比较便宜，所以除了用于航空航天工业外，也用于汽车、运动器械等。第三代则是正在发展中的金属基、陶瓷基及碳基复合材料，这些材料有着更为广泛的用途。
在新材料领域中，一种崭露头角的材料即将走出实验室，投入实际应用。由于这种材料具有应付环境变化的能力，科学家们便命名它为“智能材料”或“机敏材料”。
智能材料可能对航空、宇航、原子能以及原子医学等尖端产业的发展，产生深远的影响。
飞机在万米高空中飞行，其所受到的外力变化是很大的。经过无数次运转、飞行，飞机机体容易积蓄因“疲劳”和“损伤”形成的微小裂纹。这种微小裂纹肉眼看不到，甚至精密仪器也难以辨认，因而潜伏着机毁人亡的危机。对此，日本正在开发一种叫做“聚偏维尼纶高分子”的智能材料，只需将它在飞机机体——金属表面涂上一薄层，就可以使人眼看不到的裂纹变得一目了然。这种聚偏维尼纶高分子，实际上就是一种加上外力便产生微量电荷的压电材料，当机体出现微裂纹时，高分子被拉伸而变形，于是产生电荷。裂纹越深，产生的电压越高。因此，只要对电压进行分析，便可探明裂纹的位置和大小。
人体和其他动物，实际上都是由许多智能材料组成的，日本仿效人体胳膊的肌腱，研制了一种由外部温度变化后而发生伸缩的智能材料，这种材料叫做“聚乙烯甲醚高分子”，呈冻胶状，将它加工成直径约0.5mm的细丝，并将1000条以上的这种细丝捆扎成束，当用热水加热其表面时，成束的高分子就像肌肉那样收缩起来。这种智能材料可以使肌肉萎缩者的功能得到恢复。
还有一种智能材料具有自我修复的能力。比方说，宇航器在太空中运行，潜水艇在深水中作业，由于机体某部受损而又一时难以检修，这就需要具有自我修复功能的材料。这种材料由五层构成，中心是镍，两边为碳化钛，最外两层为铝层。一旦表面铝层发生裂纹，内层的碳化钛就会氧化、生长，从而使之填补修复裂纹。
智能材料的研究和开发刚刚起步，但已被期望作为21世纪的“材料明星”。一大批包括化学家、物理学家、材料学家、机器人专家、系统控制专家和计算机专家在内的科技精英，对智能材料的潜力充满信心。
