5月12日，新华网发文，纪念汶川大地震十二周年：遥忆悲伤，记住灾难中不屈的精神。2008年5月12日，14时28分04秒，汶川，8.0级地震，近7万人遇难。有网友说：“不忘灾难，致敬坚守，致敬所有的负重前行，愿以后的日子，山川无恙，一切皆安然。”
近日，广州虎门大桥的异振现象称为网络热点。经“专家组”初步判断，大桥本次振动的主要原因，是由于沿桥跨边护栏连续设置水马，改变了钢箱梁的气动外形，在特定风环境条件下产生的桥梁涡振现象。据报道，相关抑振措施正在研究实施中。按照维基百科的解释，涡振背后的原因是“卡门涡街效应”。所谓卡门涡街效应，是指在流体中安置阻流体后，在特定条件下，会出现不稳定的边界层分离，阻流体下游的两侧，会产生两道非对称性排列的漩涡，其中一侧的漩涡沿顺时针方向转动，另一侧漩涡则反方向旋转，这两排漩涡相互交错排列，各个漩涡和对面两个漩涡的中间点对齐，如街道两边的街灯般。由于这种现象是匈牙利裔美国空气动力学家西奥多·冯·卡门最先从理论上阐明的，因而得名卡门涡街。卡门涡街现象中，由于漩涡的交替脱落，产生脉动载荷，当其与阻流体（高层建筑、桥梁等）结构的固有频率接近时，会导致结构在外载荷作用下出现共振，这就是所谓的涡激共振，土木工程领域称之为涡振。
涡振的一大特点是“限幅”，也就是随着风力的增加，振动幅度也只会限制在一个锁定的区间内，不会像塔科马大桥颤振一样越演越烈，短期内相对安全可控，长期需保持监测。有科学家指出，美国的塔科马大桥倒塌于颤振（flutter），而非已背锅几十年的“涡振”。所谓颤振，是由于具有弹性的结构体吸收气流中的能量，产生自振动，当其与结构的固有振动振型频率相近时，导致的结构振动发散。用专业语言来阐述，颤振是一种自激振动，是结构在气流中，因为流固耦合产生的负阻尼运动现象。颤振在不同工程问题中有不同的表现形式，如常见的模态间耦合颤振，跨声速嗡鸣，失速颤振，叶轮机叶片的行波颤振，等等，有些物理机制十分复杂，仍有待深入研究。在统一的理论架构下，由于流固耦合导致的结构模态的失稳现象，都可称为颤振。接下来我们介绍今天的主题：2020年材料科学的“七宗最”。材料科学工程的研究起源可追溯到18世纪。这是的一个非常重要的学科。没有它，我们就无法理解、发现和利用我们身边的大部分材料。没有它，就不会有飞机、汽车、电脑、智能手机和你生活中所见到的大多数其他东西。自古以来，拥有先进材料资源的部落或帝国，往往对周围部落或国家拥有话语权，例如那些率先使用新金属(如青铜或铁)的国家。材料科学研究有许多不同的研主题，其中某个领域的突破，或将成为下一次重大变革的推手。正如半导体的发现将我们带入计算机时代（或硅时代）一样，也许忆阻器（Memristor）或拓扑绝缘体（topological insulators）会把我们带入量子计算机时代；过渡金属二硫化物（transition metal dichalcogenides）也许会开辟新的光电器件领域，而超材料（metamaterials）也许将揭开事物隐形的秘密。让我们来盘点一下2020年材料科学研究的“七宗最”。首先，让我们看一下2017年至2018年期间，材料科学研究领域增长最快的研究主题，和1995年至2018年期间，每年出版的论文数量变化趋势。
1995年至2018年材料科学中发展最快的研究主题的图表。数据来源：ScienceDirect.com据统计，2018年发表论文数最多的主题是石墨烯，超过2万篇。自2009年以来，石墨烯是最受热捧的材料。与2009年至2014年相比，尽管其增长速度略有放缓，但石墨烯论文的发表数量仍逐年稳步增长。相关研究正转向探寻石墨烯的大规模制造方法，以及一些新的有趣的应用领域。
排名第二的是钙钛矿材料。这方面的研究主要是从2012年开始的。当时的人们意识到，与其他太阳能电池材料相比，钙钛矿更有可能实现更高的光电转化效率。2009年，钙钛矿太阳能电池的转化效率记录为3.8%，而到2018年，这一数据已提高到23.3%。基于钙钛矿的太阳能电池，具有良好的光吸收、载流子迁移能力和较低的制造成本，这使它们成为提供低成本太阳能电力的有力竞争者。
三、材料信息学（Materials informatics）论文数量排名第三的是材料信息学，这是一个可能对材料科学产生巨大变革性影响的领域。目前，大数据技术正扩展到几乎所有的技术领域，材料科学也不例外。材料信息学是材料科学和信息学领域的融合，目的是帮助材料的使用、选择、开发和发现。
四、选择性激光烧结（Selective laser sintering）选择性激光烧结(SLS)是一种用于金属和聚合物的增材制造方法。就像材料信息学一样，数字化无疑也对制造业产生了巨大影响，以至于增材制造被认为是第四次工业革命的一个重要方面。SLS在可适用于多种材料，除了可用于打印金属，还可用于打印热塑性塑料、陶瓷或玻璃。这是另一个非常有趣的话题，也是统计清单上增长第二快的研究领域。“超材料”是21世纪以来出现的一类具有特殊性质的人造材料，这些材料是自然界没有的。它们拥有一些特别的性质，比如能改变光、电磁波的通常性质，而这样的效果是传统材料无法实现的。超材料在成分上没有什么特别之处，它们的奇特性质源自其精密的几何结构以及尺寸大小。超材料的微结构尺度小于作用于它的波长，因而得以对电磁波施加影响。超材料的起步研究是负折射率超材料。例如，超材料已被设计为具有负折射率的材料，这或可用于超透镜。超材料某种形式的隐形特性已被证实，从而开启了超材料隐形领域的研究。六、过渡金属二硫化物（Transition Metal Dichalcogenides）二硫化物是迄今为止各类科学出版物中增长最快的术语，从2017年到2018年，该术语的出现率增加了54%。其背后的推手是对过渡金属二硫化物的大量研究。这些过渡金属二硫化物是具有MX2排列结构的材料，其中M是过渡金属原子（例如Mo，W，Ti，V和Nb），X是硫属元素原子（S，Se或Te）。人们对它们的主要兴趣在于，它们可以被制成单分子层，类似于石墨烯，例如二硫化钼MoS2。这些材料有可能应用于超导体和半导体器件。
七、拓扑绝缘体(Topological insulators)最后一个研究热点是在2019年成为热门话题的拓扑绝缘体。这些材料，在其内部表现为绝缘体，而在其表面却能导电。这种表面传导涉及到受对称保护的表面状态。目前，人们对这种材料的兴趣主要集中在揭开物理学的一些秘密上。然而，它具有应用于量子计算机自旋电子器件和晶体管方面的前景，而后者很可能成为未来几年最重要的研究主题之一。如果您对用于计算的新电子材料感兴趣，那么拓扑绝缘体和过渡金属二硫化物可能是您需要深入研究的领域。如果您对可再生能源感兴趣，钙钛矿太阳能电池是一个正在迅速发展的研究主题。如果您想了解人工智能和大数据如何帮助我们发现新材料，则材料信息学可能就是您喜欢的菜。材料科学领域充满奥秘，充满乐趣，期待着您的探索和发现。
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