縱觀人類幾千年的進化，按照<進化論>的描述，人類從猿猴進化為人的這一個過程，一個很重要的因素是掌握了對“材料”的加工能力，使之成為“工具”，提高了“猿人”的“自然生存”的優勢，所以一步步的進化成今天的樣子:毛發退化，緣于發明了更好的保暖材料；肌肉退化：源于發明了更省力工具。 看看小編日益后退的發際線，或許是應為大腦高頻工作下散熱的需求?  (毛發的散熱性很差)

世界上材料千萬種，形態各異，下面就由小編就從維度這個角度來說一說材料。從形狀上來分類，材料可以被分類為3維材料，2維材料，1維材料，0維材料。 

一、3維材料

我們日?？吹阶疃嗟牟牧?，金屬塊材，玻璃，木材，橡膠，等等。

可用來建造橋梁，房屋，汽車，輪船，廚具，日用器具，我們主要使用的材料“能維持一性形狀的特性“。看看我們的房屋的進化，感受一下材料的進步。

（1）通過切，削，磨，彎折，鉚合，粘結等等工藝，我們可以將一塊金屬加工成一個勺子，也可以加工成一扇鐵門，也可以加工成一枚獎章。 一面鏡子。 大家看到沒？在這個階段，我們只能將材料的形狀通過各種手段進行修改，還沒有材料進行“脫胎換骨“的改造。

（2）隨技術的積累與發展，人類不再滿足于對材料特性單一的特性的需求，希望材料能在“構型“基礎之上具有更多的性能，比如金屬更耐腐蝕，更絕熱， 于是科學教就試著控制材料中各種元素組分，才有了我們今天的不銹鋼，有了不燙嘴的勺子。有沒有發現，在海底吃火鍋，撈菜勺子怎么煮都不燙手但是去一般小攤吃的話，那個勺子稍微放鍋里就會燙手，同樣是金屬勺子，差別為啥這么大了？那這個不燙手就”特殊需求”

秘密在于勺子是材料，平常我們接觸的多是鐵或者鋁做的勺子，這兩種材料熱導率都非常高。但是如果給鐵中摻入其他導熱率不高的元素后，表面上看起來還是金屬，但導熱性能卻遠遠降低。

（3）19世界，光電技術的飛躍發展，人們逐漸對微觀世界有了新的認識，X光，紫外光，可見光，電磁波的發現，大大拓展了人了的視野。但是遺憾的是人類能夠看到的波長僅僅380nm~680nm。于是科學家思考到，如果將塊材的某一個維度削減到這個尺度的話，材料會變成什么樣子？于是2維材料誕生了。

二、2維材料

簡單將就是將3維材料的一個維度進削減(此處并非實質性的削減喲，而是通過某種新穎的手段讓材料在生長過程就自然形成這種形態)，使它遠遠小于另外2維的尺寸，當我們將這個維度削減毫米到亞微米的水平 ，比如玻璃上的鍍膜， 汽車上的噴漆，墻壁上的油漆，就這么薄薄的一層，可以讓玻璃更加透明，讓汽車更耐腐蝕，讓原本單調的墻壁可五彩斑斕 。進一步削減到到納米級，新型功能材料，比如石墨烯，片狀氮化硼，還有目前很火的二維拓撲材料就出現了。有了這些材料。可以讓電只在一個平面運動，讓熱量在一個方向流動，使超導在高溫下成為可能。

典型的二維材料

中國少年曹原(22歲)在18年nature上發表了一篇以石墨烯研究的文章。被評為2018年10大發現之首。他巧妙的將2層石墨烯做了一個小角度旋轉后，就可以實現超導現象

是否可以在二維基礎之上在削減一維？答案是顯然的，于是1維度材料就誕生了。

三、1維材料

將3維材料的2個維度削減到遠遠小于另外一個維度的就變成了1維度，有人會問，一根尼龍繩算不算是1維度材料？嚴格的來講不算。那CNT（碳納米管）算不算？當然算。 一根鋼筋？當然不算；納米銀線算不算？

當然算(大家可可以一邊看下圖，一邊細細品味上文中紅色字體)

有沒有覺得思想快剎不住車了？那在1維的基礎上在削減的話，是不是可以形成0維材料？顯然答案也是肯定的。那0維材料到底是個什么鬼？想必你已經猜到了，它就是納米顆粒材料。

四、0維度材料

相當于3維材料的縮小版本，在3個維度都到達極小的尺度。

有沒有想到“粉體“這個名詞？這樣理解是不是覺得粉體行業瞬間高大了？

那為啥要費九牛二虎之力去將宏觀材料弄成粉體么？聽小編娓娓道來。

（1）比面積大大增加，材料的活性會大大增加。這在催化劑，化學吸附，等需要化學鍵參過程是工藝中具有及其大的優勢(省材料)

（2）粉體材料可以通過‘增材制造’來取代傳統‘減材制造’(省材料)

（3）更小缺陷密度，同強度下可材料可更輕 (省材料)

（4）量子效應，納米尺度材料激發可以發光，而且效率還更高(省能源)

對上面的進行一個綜述，當我們控制的材料對象越小時，我們能夠獲得更多的材料特性。瘋狂一點的想法，人類對材料的終極控制是對單個原子進行控制，就像電影里面萬磁王能將控制磁性元素一樣。這樣色的：

然而，人類目前在實驗室的確可以實現單原子控制，比如這個樣子

但是，我們很難將將這種實驗室的方法大規模用于工業生產中，退而求其次，我們目前可能做到的使可以對一群“原子團聚“進行控制加工。他就是粉體工程。

文末，小編送大家一個雞腿，從材料學最基礎的一些概念出發做一張維度與材料特性的交叉表供大家參考。這張表面里橫軸數值表示我們要追求的材料特性，他們都是隨著材料的維度而發生變化（不全，或許還有更多新的參量），相信在工作之中大家一定都會接觸到這些名詞概念。小編后續也會陸續整理文章來對不同材料的特性進行說明，敬請期待。

作者：青鳥飛魚