0:00:06.791,0:00:08.525
鋼鐵和塑膠，

0:00:08.525,0:00:13.423
這兩種材料對於基礎設施[br]和科學技術都很重要，[br]

0:00:13.423,0:00:17.129
並且他們有互補的優點和缺點。

0:00:17.129,0:00:18.900
鋼鐵既堅固又硬，

0:00:18.900,0:00:21.249
但很難做出複雜的造型。

0:00:21.249,0:00:23.885
塑膠可塑造成任何形狀，

0:00:23.885,0:00:26.072
但既脆弱又軟。

0:00:26.072,0:00:28.424
所以該有多好啊？──[br]如果有一種材料[br]

0:00:28.424,0:00:30.616
能像最強鋼鐵一樣堅硬，

0:00:30.616,0:00:33.507
又像塑膠那樣可塑造的話。

0:00:33.507,0:00:36.092
很多科學家和技術人員

0:00:36.092,0:00:41.039
都為一個最近的發明感到興奮[br]──「金屬玻璃」，[br]

0:00:41.039,0:00:44.290
它兼具這兩種性能，甚至更多。

0:00:44.290,0:00:47.509
金屬玻璃看起來有光澤且不透明，[br]像金屬一樣，[br]

0:00:47.509,0:00:51.120
同時也像金屬一樣可導熱和導電。

0:00:51.120,0:00:53.500
但它們比大多數金屬堅硬很多，

0:00:53.500,0:00:56.101
這意味它們可承受很大的力量，

0:00:56.101,0:00:58.449
也不會被折彎或凹陷，

0:00:58.449,0:01:00.193
可製成超銳利的手術刀、

0:01:00.193,0:01:02.253
超堅硬的電子產品外殼、

0:01:02.253,0:01:03.089
鉸鏈、

0:01:03.089,0:01:04.132
螺絲釘；

0:01:04.132,0:01:05.632
還不止於此。

0:01:05.632,0:01:08.019
金屬玻璃還有一種極好的性能，

0:01:08.019,0:01:10.755
能儲備及釋放彈性能量，

0:01:10.755,0:01:13.133
使它們成為[br]製作體育用品的最佳選擇，[br]

0:01:13.133,0:01:14.258
比如網球拍、

0:01:14.258,0:01:15.320
高爾夫球桿

0:01:15.320,0:01:16.700
和滑雪板。

0:01:16.700,0:01:18.219
它們不易腐蝕，

0:01:18.219,0:01:22.375
且可被鑄成具有鏡面的複雜造型，

0:01:22.375,0:01:24.499
只需一個鑄造步驟。

0:01:24.499,0:01:26.812
儘管它們在常溫下很堅硬，

0:01:26.812,0:01:29.202
如果把溫度升到攝氏幾百度，

0:01:29.202,0:01:31.062
它們會明顯地變軟，

0:01:31.062,0:01:34.474
並可塑造各式各樣你喜歡的形狀。

0:01:34.474,0:01:35.832
當把它冷卻下來，

0:01:35.832,0:01:38.278
就會恢復之前的強度。

0:01:38.278,0:01:41.206
這所有奇妙的特性是從哪裡來的呢？

0:01:41.206,0:01:45.519
實質上，這是和金屬玻璃[br]獨特的原子結構有關。[br]

0:01:45.519,0:01:48.154
多數的金屬在固態時是結晶體，

0:01:48.154,0:01:52.278
意思是如果把它放大到[br]可以看到每個原子，[br]

0:01:52.278,0:01:56.304
它們呈現有序、循環的整齊排列，

0:01:56.304,0:01:58.587
整個原料都是如此排列。

0:01:58.587,0:01:59.871
冰是晶體，

0:01:59.871,0:02:02.224
鑽石及鹽也是。

0:02:02.224,0:02:04.603
如果你將這些原料加熱到融化它們，

0:02:04.603,0:02:07.985
原子便可自由晃動且任意移動。

0:02:07.985,0:02:09.590
但當你把它們冷卻下來，

0:02:09.590,0:02:11.427
原子便自己重新排列，

0:02:11.427,0:02:13.841
重組為晶體結構。

0:02:13.841,0:02:17.219
但如果你能將融化的金屬快速降溫，

0:02:17.219,0:02:20.055
快到原子們找不到它們應在的位置，

0:02:20.055,0:02:21.914
此時，原料雖然是固體，

0:02:21.914,0:02:26.356
但卻擁有液體的[br]混亂、非結晶的內在結構，[br]

0:02:26.356,0:02:28.096
這便是「金屬玻璃」。

0:02:28.096,0:02:31.579
這種結構有另一個優點──[br]沒有晶粒邊界。[br]

0:02:31.579,0:02:33.472
多數金屬有晶粒邊界。

0:02:33.472,0:02:38.784
晶粒邊界是原料較容易刮傷[br]或腐蝕的脆弱點。[br]

0:02:38.784,0:02:43.394
第一個金屬玻璃是在1960年[br]由金和矽做出來的。[br]

0:02:43.394,0:02:44.837
這並不容易。

0:02:44.837,0:02:47.505
因為金屬原子結晶極為迅速，

0:02:47.505,0:02:51.405
科學家必須把合金急速冷卻，

0:02:51.405,0:02:54.527
一百萬開氏度每秒（降溫速度）

0:02:54.527,0:02:57.456
藉著把微粒水珠射向冷銅片

0:02:57.456,0:03:00.317
或做出超細的金屬絲。

0:03:00.317,0:03:05.440
那時，金屬玻璃只能做成[br]幾十或幾百微米厚 (µm)，[br]

0:03:05.440,0:03:08.657
因太薄而不切實用。

0:03:08.657,0:03:10.715
但是自此，科學家便發現

0:03:10.715,0:03:14.318
如果將幾種容易混合的金屬互相摻雜，

0:03:14.318,0:03:19.699
由於它們的原子大小極不相同，[br]致使不易結晶在一起， [br]

0:03:19.701,0:03:22.945
這混合物的結晶速度就變慢許多。

0:03:22.945,0:03:26.034
這意味不需要那麼快速降溫，

0:03:26.034,0:03:27.616
所以材料可以比較厚，

0:03:27.616,0:03:30.092
可達幾厘米厚 (cm) 而非微米 (µm)。

0:03:30.092,0:03:34.375
這種材料稱為「大塊金屬玻璃」，或BMGs。

0:03:34.375,0:03:37.042
現在已有幾百種不同的BMGs，

0:03:37.042,0:03:40.109
但為什麼不是所有的橋和車[br]都用這些材料製做呢？[br]

0:03:40.109,0:03:44.349
目前許多可用的BMGs 都是用昂貴金屬做的，

0:03:44.349,0:03:46.537
比如鈀和鋯，

0:03:46.537,0:03:48.022
它們必須很純，

0:03:48.022,0:03:51.374
因為任何雜質都會導致結晶。

0:03:51.374,0:03:56.386
所以用 BMG 建摩天大樓或太空梭，[br]造價都是天文數字。[br]

0:03:56.386,0:03:57.776
儘管它們堅硬，

0:03:57.776,0:04:02.089
但還不夠堅硬到足以做承重類的應用。

0:04:02.089,0:04:05.082
當壓力很大時，[br]它們會毫無預警地折斷，[br]

0:04:05.082,0:04:08.206
對於例如橋之類，並不理想。

0:04:08.206,0:04:12.065
但是如果工程師想出[br]如何用更便宜的金屬製造 BMGs，[br]

0:04:12.065,0:04:14.058
以及如何讓它們更堅硬，

0:04:14.058,0:04:15.736
那麼這些超級材料

0:04:15.736,0:04:17.309
真是潛能無限啊！