液晶作为一种新型电子显示材料，在电子工业中用途广泛，但尚有不足，主要表现在响应速度还不够快（毫秒级），工作寿命欠长，用于直流的一般寿命是3000—5000小时，用于交流的则为1万小时。
胜过金属的金属玻璃
一根含有少量铌的只有4毫米粗的铜合金丝，竟可以悬吊起3吨重的机器，连最好的钢丝也相形见绌。一种特制的铁基合金（其中含有少量的镍、铬、磷）与不锈钢一起浸在强酸中，当不锈钢变得“千疮百孔”时，它却完好无损。用一种铁硼碳合金的软磁材料，代替硅钢做成电源变压器，不仅性能好，而且电能损耗比硅钢低一半多。所有这些号称金属，实为普通玻璃结构，而具有奇异特性的材料，就叫做金属玻璃。
用什么方法能使金属变成金属玻璃呢？金属在高温下变成熔融状态，如果让它慢慢冷却，它就恢复为固体金属。如果将这些金属（或合金）液体通过一个喷嘴，喷到高速旋转的光滑钢质辊面上，急剧冷却，就可以变成金属玻璃。不过，冷却速度需要高达每秒100万摄氏度，才能发生类似玻璃的结构转变。
金属玻璃既保留了金属和玻璃的一些特色，又克服了它们各自的缺点。玻璃很脆，金属玻璃却具有一定的韧性和刚性，可以像铁皮一样弯曲造型。玻璃本身强度很低，而金属玻璃却比钢还强还硬。
金属材料的结构排列得很整齐，当材料发生缺陷时，就容易被拉断。好比搭积木一样，抽掉中间一块，就会倒塌。而金属玻璃，由于急剧冷却，内部结构来不及调整，在整体上排列混乱，而在局部上又是有序的。好比石头砌成的高台，挖掉一两块，也无关大局。因此，铁硼碳金属玻璃的断裂强度比钢大三倍；在腐蚀性很强的酸溶液中几乎不发生腐蚀。
影响深远的光电子材料
光导纤维是光通信的传输材料。这种通信线路不是用一般的金属导线和电缆，而采用像头发丝那样细的透明玻璃纤维制成的电缆。玻璃纤维传导的不是电信号，而是光信号，所以玻璃纤维又叫光导纤维。利用光导纤维进行远距离通信的效率非常惊人，要比电缆的通信效率高10亿倍以上。
光导纤维是怎样传输信息的呢？大家熟悉的无线电通信，是靠电磁波在空间传播的。光实质上是电磁波的一种，只不过它比无线电用的超短波和微波频率高得多。玻璃纤维就是用来传导光波的导体。但是，光在任何物质中传导都会不断地衰减。实验表明：通过长1公里的光导纤维中的光束，至少要有30％在另一端出现才有实用价值，其中的关键问题是要有超纯的质量很高的玻璃纤维材料。人们用超纯石英或特种光学玻璃拉成极细的丝，直径和一根头发丝差不多。这种玻璃的纯度极高，杂质的含量不超过几亿分之一，它相当于在1000吨纯净物质中，落入一克的杂质。高纯纤维的出现，给光纤通信事业的发展提供了极有利的条件。
光纤通信的优点是很突出的，它和普遍电缆通信相比，通信容量大、重量轻、耐腐蚀、不怕电子对抗，而且保密性好、建设费用低、施工方便，还可节省大量的有色金属。例如，1000公里长的中同轴电缆，大约需铜五万吨，铅20万吨；采用光导纤维，只需几十公斤石英玻璃拉成1000公里的光导纤维即可。现在的光导纤维都是石英制成的，不仅加工较困难而且价格高。为此，科研人员正在设法减小有机玻璃的光衰。这样，廉价的有机玻璃就可代替石英用于光纤，这无疑有着革命性的意义。
光纤通信不仅可以广泛应用在邮电部门，还可应用在军事、经济、科学技术、文化和人民生活等各个方面。由于它的容量极大，利用它可进行超高速数据传输，建立起灵活高速的大规模计算机网、四通八达的电视网，并可远距离传送全息图像。由于它的抗干扰能力极强，可以解决超高压输电网的通信联络，使自动化遥控装置最终摆脱高压电干扰。它应用在计算机、自动化系统和飞机、船舶、导弹等狭小空间的复杂控制系统中，可以避免大量电路之间的互相干扰而产生错误动作。
光导纤维除用于通信外，另一个重要用途是传能，即传输高强度的激光。如在激光手术应用中，将激光器发射的光传输到需要手术的部位，尤其是内脏器官，与传统的手术相比，把病人的痛苦减小到极限程度。对这种传能应用来说，当激光波长在近紫外区到近红外区时，可以用熔石英为基的低损耗光纤；当激光波长在红外波段时，可采用重金属氟化物玻璃光纤，也可用硫化物或卤化物的单晶或多晶光纤。
光纤还有一个重要应用，就是制作光纤传感器。光纤传感器的原理是利用光纤材料的某些物理性能来探测外界物理量的变化。这类传感器在抗干扰和高灵敏方面有明显的优点，可用于遥感、遥测技术。所选用的材料有低损耗的熔石英玻璃和重金属氟化物玻璃，为使这类光纤传感器的灵敏度和选择性能更进一步提高，人们正在发展特种光纤。
光电子材料除光纤外，还有光学功能晶体材料、光电存储与显示材料等。本世纪，人类将从工业时代进入信息时代。信息时代到来的标志，是实现所谓“四A革命”，即实现办公室自动化、工厂自动化、实验室自动化和家庭自动化。四A革命将使过去由人来完成的许多工作越来越多地由电子和光电子材料所构成的系统来完成。光电子材料在光电子技术中起着基础和核心的作用，亦即光电子材料将使信息技术进入新纪元。
烧蚀材料
在群星闪烁的夜晚，我们常看到有些小星体带着耀眼的亮光划破夜空，如箭似地从天空掠过，然后消失，这就是我们常说的流星。它们是从星际空间闯入地球大气圈的小天体，速度达每秒12～80千米。大部分流星在离地面50～140千米处会因与大气层摩擦产生的高温而烧毁。
其实，发射人造卫星的火箭或洲际导弹，飞行速度也和流星接近。它们在穿越或返回大气层时，也会和大气摩擦而产生高温，火箭头部的温度有时竟高达8000℃～12000℃，这一温度可以熔化目前我们所知的一切材料。但载人宇宙飞船和返回式人造卫星为什么能在如此高的温度下安全穿越大气层进入太空轨道，又能顺利返回地面而不被烧毁呢？
这就要靠所谓的烧蚀材料。烧蚀材料是在火箭头部和航天器再入舱的外表面包敷的一种特殊的保护层。当火箭在高速飞行中与大气摩擦，使温度骤然上升到几千摄氏度时，烧蚀材料就以“自我牺牲”的精神一层一层熔化、气化成为气体，把摩擦产生的热量带走，因而火箭里头的温度不会升高。只要用烧蚀材料作的保护层有足够的厚度，就可以保证火箭在穿越大气层的短暂时间内安然无恙。
我们可以通过酒精的使用来理解这一原理，当将蘸有酒精的棉花点着时，火光熊熊。酒精烧完，火焰熄灭，而棉花球的损坏是很轻微的。这是由于酒精在燃烧气化过程中，带走了热量。同一个道理，医生常利用酒精易气化的特点，在发高烧的病人皮肤上擦拭酒精，进行物理降温。这一点也许人人都有体会：当你在打针前，护士用酒精给打针部位消毒时，只要一擦上酒精，就会有凉飕飕的感觉。为什么？是酒精气化时把你表皮的热量带走了。
烧蚀材料能保护火箭内部在穿越大气层时安然无恙，就是因为它自身的气化带走了大量的热量。
不过烧蚀材料按烧蚀的机理或形式不同，可分为升华型、熔化型和碳化型三类。升华是材料由固体直接变成了气体。聚四氟乙烯、石墨、碳-碳复合材料就属于升华型的烧蚀材料，其中碳-碳材料用得最多。碳-碳复合材料用碳纤维或织物作为增强材料（像水泥中的钢筋），再用沉积碳或浸渍碳作为基体。碳-碳复合材料在3400℃以下具有很高的强度，超过3400℃就会气化，吸收并带走大量的热量。
石英和玻璃类材料属于熔化型烧蚀材料，其主要成分是二氧化硅，它在高温下有很高的粘度，熔融的液膜具有抗高速气流冲刷的能力，并能在吸收摩擦热后熔化和蒸发。
纤维增强酚醛塑料则属于碳化型烧蚀材料。它以纤维或布作为增强材料，再浸渍酚醛树脂作为基体。这种烧蚀材料的优点是抗烧蚀性好，碳层强度高，碳含量高、工艺性能好。
在我国航空航天事业的发展过程中，我国自20世纪70年代至今发射的所有返回式卫星都能安全地返回地面，这当中就有烧蚀材料的功劳。
高分子纤维材料的优点
高分子纤维材料是继玻璃纤维和碳纤维增强复合材料之后，从20世纪60年代起发展起来的一种新型纤维复合材料。在说它的优点之前，先看一次现场表演。
有句成语叫“千钧一发”。比喻用一根头发系上千钧（一钧等于30斤）的重物，是极危险和玄乎的事。这个比喻非常形象。不过，假如有人用不到一根铅笔粗的绳子吊起一辆2000千克（两吨）的汽车，你觉得行不行呢？而且这根绳子不是钢丝绳，而是一种高分子纤维作成的绳子。
事实证明，有的高分子纤维如芳香族聚酰胺纤维制成的绳子就“力大无比”。工程师们为了证明这种纤维的威力，用一根仅6毫米粗的绳子，当场吊起了一辆两吨重的汽车。其实再重一点的汽车也能吊起来。因为这种高分子纤维的强度比钢丝绳要高得多。
大家知道，钢丝绳的强度也不低，但和这种国外称之为“开夫拉”的芳香族聚酰胺纤维比起来，可以说是“小巫见大巫”。据检测，“开夫拉”的强度是钢丝绳的6倍，而它的密度（或者说重量）却只有钢丝的五分之一。因此若用“开夫拉”和钢丝比赛，看1毫米粗的绳子谁吊起的重量大，那“开夫拉”肯定是“绝对冠军”。
“开夫拉”也可以说是冷战时期军备竞争的产物。20世纪60～70年代是美苏两国争夺海空优势、拼命发展高性能飞机和舰船的时代。而高性能飞机和舰艇的基础就是高性能材料。谁能研究出重量轻而又强度高的材料，谁的飞机就飞得快，跑得远，省燃料。于是双方都决定不惜重金地研究重量轻强度高的材料。当时已有的金属材料比重都比较大，即使是轻金属铝，比重也有2.7（密度为2.699克／立方厘米），而强度却不太高。因此，美国人决定另辟蹊径。
1968年，美国的杜邦公司发现聚对苯二甲酰对苯二胺一类的芳香族聚酰胺纤维具有极高的强度，且在-45℃～+200℃的温度范围内都能保持不变，并有极好的强韧性和尺寸稳定性。比如，用做结构材料的“开夫拉”-49强度高达280～370千克／平方毫米，比铝和钛等金属的强度高得多，其收缩率和抗蠕变性也相当好，可以说是理想的航空材料。
这样，杜邦公司在1972年就开始成批生产“开夫拉”，到20世纪80年代中期就生产了21000吨，并首先用于军用飞机，使这些飞机轻装，飞行速度加快。后来“开夫拉”的应用又扩大到民用飞机。例如，美国波音飞机公司的767型飞机使用“开夫拉”和碳纤维制成的机身，使整个机身的重量减轻了一吨。仅此一项就使燃料消耗比波音727型飞机节省了30％。所以，“开夫拉”目前是非常受欢迎的轻质高强度航空材料。
随着“开夫拉”产量的增加，成本逐渐降低，它的用途也日益扩大。现在有许多汽车的轮胎帘子线（布）也采用“开夫拉”，因为它强度高，可以减少帘子线（布）的层数，从而减少了轮胎的重量，节省车辆的燃料用量。“开夫拉”纤维也是作防弹衣的理想材料，因为它重量轻，防弹能力高。
现在，“开夫拉”这种高分子纤维材料已广泛用于缆绳、高压软管、运输带、空气支撑的顶蓬材料、高压容器、火箭发动机外壳、雷达天线罩，还在高层建筑物中代替钢筋等等，其用途不胜枚举。
玻璃钢
所谓玻璃钢，指的是用玻璃纤维增强的塑料复合材料。它是复合材料的第一代，现代复玻璃纤维增加塑料（玻璃钢）可用来制造轻巧的汽车外壳合材料可以说是从玻璃纤维增强塑料开始的。玻璃钢其实不是钢，只是由于它的强度可以和钢相比而得名，但现在的《材料百科全书》已不再叫玻璃钢这个名字。
玻璃纤维具有强度高、变形小、耐腐蚀、不燃烧、电绝缘性能好等许多优良性能，而树脂一类的塑料高聚物具有良好的塑性，用它作基体和玻璃纤维复合，就能获得全新的性能。
美国和日本在20世纪40年代就开始发展玻璃纤维增强复合材料。到20世纪60年代，就广泛用于航空、汽车、机械、造船和建筑。为什么这么多的部门都喜欢用玻璃纤维增强塑料复合材料呢？因为它的比重只有1.5～2.0，仅为钢材的1／4～1／5。按比强度（单位重量的强度）计算，它超过一般钢材、合金钢和铝合金，是一种轻质、高强、耐腐蚀、绝缘性能好的新型材料，因此倍受青睐。
比如，美国用于造船工业的玻璃纤维增强复合材料每年至少有20万吨以上，全美国至少有500多家玻璃纤维增强复合材料造船厂。在20世纪60年代，美国海军部门甚至硬性规定，凡16米长度以下的舰船船体需全部采用“玻璃钢”制作。英国曾制造出长68米的“玻璃钢”扫雷艇；日本的“玻璃钢”渔船占全国渔船的一半以上；美国的波音747型飞机上，采用“玻璃钢”制造的零部件就达一万多种。目前，全世界的汽车工业都把“玻璃钢”车身作为减轻自重，节约能源的一项措施。
