2062：新材料與先進位造技術構造的新世界

1962年，美國上演了一部火爆的科幻卡通劇：《傑森一家》（The Jetsons）。在劇中，機器人、外星人、全息圖，以及各種異想天開、五花八門的小發明滿足了那個時代的人們對未來，或者另一個時空的各種想象。

想象的魅力在於，當時看似遙不可及的事物可能會以超乎想象的速度變為現實。就像這部劇中的智能手錶、平板電腦、3D列印已經成為現實，而且充滿未來感的飛行汽車也正在向我們駛來。

近期，工程與製造技術公司ARCONIC發起了一場新的「The Jetsons」活動，公司工程師與幾位未來學家，以及華裔電影導演林詣彬（Justin Lin）等一起分享了他們對1962年之後的100年，也就是2062年的願景。實踐者、理論家、藝術家……這樣的組合本身就非常有趣，也非常鮮明地體現了科技的發展需要大膽的想象，以及藝術家般的創意思維。

在這些願景中，高速空中旅行是一種常態；3D列印的自清潔摩天大樓能夠高達數英里；建築不僅為我們提供居住空間，還為我們提供食物；在火星上就地取材，3D列印零部件；自適應的交通系統……所有這些場景的實現都將有賴於新材料、先進位造技術的發展。

同時，特別值得關注的是：不管是汽車、建築，還是飛機的建造，都將在很大程度上實現對大自然的模仿。畢竟，大自然是人類最好的老師。

一、未來的成形技術

下一代超輕鋁鋰合金。鋁鋰合金比傳統鋁合金材料更輕，更堅固，能夠有效降低車輛重量，提高能源效率。

有機形體設計。有機形體設計源於對大自然的模仿，通過光滑的曲線和特徵模仿了生物有機形態，能夠有效減少阻力。

鈦鋁合金髮動機零部件。鈦鋁合金零部件比傳統的超級（耐高溫）合金部件輕50%，能帶來更高的燃油效率。

二、未來的空中旅行

多材質3D列印零部件。鈦、鎳、鋁製3D列印結構將用於噴氣式發動機以及飛機的機身、窗框、機翼等，為設計與性能提升帶來更多可能。

仿生空氣動力學表面技術。模仿自然的表面技術能夠增強空氣動力學性能，例如模仿鯊魚皮膚表面的「微溝槽」，正是這種表面能夠讓鯊魚在水中快速滑行。

推力矢量、超音速推進系統。推力矢量發動機可以控制發動機推力方向與飛機空氣動力學表面方向的夾角（以提升飛機機動性及增大航程）；具有數倍於音速推力速度的超音速發動機將使高速的航空旅行成為可能。

三、未來的汽車

有機金屬粘結技術。Arconic的A951表面處理技術是一個有機的，環境友好型的粘結技術，解決了鋁和鋁，以及鋁與其他金屬之間的粘接難題。這為輕質、鋁合金汽車提升性能和燃油效率打開了一扇新的大門。

3D列印集成汽車底盤設計。3D列印允許更大的設計自由度，為更多幾何形狀在汽車底盤設計中的應用打開了一扇大門。3D列印技術可集成流線型設計，簡化製造過程，增強結構完整性。

超級成型合金。採用Arconic的Micromill技術製造汽車鋁合金，比普通鋁合金加工成型性能提升40%；而且能夠在不降低車輛強度和耐久性的同時提供更大的設計靈活性和車輛性能。

四、未來摩天大樓

節能、保護性結構技術。Arconic的突破性技術以增強高的熱性能表現來滿足能源效率與彈性提升的需求，以增強抵抗颶風等自然災害的能力。在這種情況下，高達3英里、真正直聳雲霄的摩天大樓並非沒有可能。

活性自清潔塗層技術。Atconic的EcoClean表面處理技術能夠讓建築面板更有效地利用太陽能、水蒸氣與氧氣來實現自清潔，並清潔周圍的空氣。

有機體外形。3D列印建築材料能夠建造更多向大自然吸取靈感的有機體形狀建築。

五、未來太空探索

集成到承載結構的太陽能推進系統。3D列印太陽能電池集成到承載結構表面，就像探測器的結構和懸架，意味著太陽能電池板有兩項工作：產生電力與承受荷載。

動態隔熱塗層。動態隔熱塗層意味著塗層性能隨著外部環境的改變而改變。當溫度轉熱時，塗層會保護物體免受太陽能的危害。當氣溫轉涼時，能夠使其免受冰凍之害。

3D列印無充氣輪胎。增材製造、無充氣、有彈性的輪胎可能會終結對懸挂系統的需求。理想的材料將是高強度和輕質的完美結合，鋁和鋁鋰合金將是最佳的材料選擇之一。

六、飛行汽車

處於汽車與航空工業的交叉點之上，能否生產出可以載人的自動駕駛無人機？強勁的超級電容與電池能否讓機器飛起來，並且通過小型燃氣渦輪發電機充電？附加控制與阻力的減輕可能會以等離子體反應器的形式來實現。

七、增強現實技術

如果信息與圖像的顯示不再局限於屏幕？增強現實與虛擬現實有望成為日常生活中更大的部分，幫助我們工作、學習、娛樂以及溝通。

八、建築

3D列印與拓撲結構優化正在變得可行，而我們見到的建築將與今天的建築迥異。少數的建築仍然看起來像盒子或矩形，更多的建築將與自然界的有機形態類似。建築師將傾向於自由自在地像藝術家一樣思考，而更少像工程師。

九、綠色空間

隨著城市中的人口越來越多，綠色空間能否融入到建築中，幫助我們放鬆，並為我們生產食物？堅固、輕質的材料，以及能夠對結構中生物物質與水進行管理的結構塗層都是至關重要的。

十、火星漫遊

我們中的許多人在50年內都會進行火星旅行，先進材料與增材製造會為這一使命提供重要貢獻。理論上來講，從火星表面的礦物中就地取材，我們或許能在火星上3D列印出部分關鍵零部件，從而免去從地球上運輸材料的麻煩。

在未來，無論是飛機、自動駕駛車輛還是建築，都會有內置的感測器來持續監控外部環境，識別危險信號。比如當整體中的一部分運行失效，中央系統能夠警告所有處於類似運行狀態的其他車輛。

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