神奇先生：伸缩技术

在材料设计上，伸缩性指的是可自修复，或可重构的能力。在没有人类干涉的情况下，自修复材料可通过重组化学键或使用病毒，实现损伤部位的自修复。事实上，这类材料目前已被应用于诸如自愈合混凝土等领域，未来或将被应用于海军舰只上的防腐涂料中。可重构材料则能在不同环境下可改变自身属性。从微观尺度上看，通过吸收或放射能量，个体分子键可具备可逆的变形能力。聚合材料可以实现宏观形态变化，例如，放置于光或电荷下，聚合物可自动卷缩或伸展。

洛克希德-马丁公司材料专家安娜-保尔森说：“在现实世界中，我们可以设想在飞机或汽车设计中，研发应用可重构元素。如今，飞机机翼的形态是固定的，但是在不同飞行阶段中，如滑行、起飞、降落等，理想的机翼形状应该所有不同。如果在设计中利用到可重构材料，飞机就可在飞行中优化机翼形状，提高航空燃油的利用率。”尽管利用高科技材料变身降落伞或蹦床的想法听上去有些荒诞，不过美国宇航局已受该领域研究的启发，探索开发弹性飞机机翼。

隐形女：隐形技术

要令物体消失于无形，需要科学家致力于图案与光线的研究。隐形材料有着特殊的图案，且具有传导与隔绝元件，能管理物体周围的电磁辐射。在隐形材料领域，科学家面临着三大挑战：改变这些图案的大小、控制三维光线，以及设计适合多波长的图案。保尔森说：“从物理学角度来看，克服这些困难是可行的。目前，我们已经模拟出具备这些必要属性的图案。如今，研究人员正在研发新技术，制造三维纳米级图案，可以用来控制三维的光线。”

很显然，成为一名隐形超级英雄很具诱惑力，未来在我们的日常生活中，隐形技术将在美学领域大显身手，例如，将具备隐形特性的建筑材料应用于电力线，或者纽约帝国大厦顶部的护栏。此外，隐形材料的应用领域还有高速计算机中的光学处理器，以及高能天线中的天线材料。

石头人：超高硬度

要令人具有超高硬度，需要着眼于分子级的科学原理研究。纳米技术就是一种纳米级的物质控制技术，分子级介于1到100纳米之间，或百万分之一毫米。利用纳米技术，人们可以改变单个原子和分子，从而改变物质的物理、化学、生物以及光学属性。碳是纳米技术应用的最佳原材料之一，如石墨烯就是一种由碳原子构成的二维碳材料。石墨烯的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间结合紧密，使得石墨烯拥有极其优异的力学性质和结构刚性——由石墨烯制成的材料具有难以置信的硬度，耐腐蚀、耐高温、耐高压。目前，科学家正致力于研究石墨烯材料，以期应用于电子显示屏和医学设备。同时，对在石墨烯片上钻孔的可能性研究，将令科学家能够解决一些新问题，如纯净饮用水和电源管理。

纳米技术还带来了碳纳米管的开发应用。碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻体积小，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能——硬度是钢的100倍，且比人的头发纤细10000倍。洛克希德-马丁公司研究专家米歇尔-梅恩霍德称：“正是这些碳原子之间完美的连接结构，才使得碳纳米管硬度超强。”目前，碳纳米管应用可见于“朱诺”号飞船的建造。在不久的将来，一旦碳纳米管具备了节能属性，将可被广泛应用于长寿命锂电池、1TB闪存、智能电话的化学传感器、织入衣服的电子布线，以及高硬度轻质复合材料等消费品中。然而，大规模生产植入碳纳米管的材料结构目前存在很多局限性，其中最大的局限性在于大规模增加碳纳米管长度。

目前，碳纳米管研发还处于实验室阶段，研制的所谓“微型碳纳米管森林”也仅长几厘米。保尔森说：“一旦研制成数米长的碳纳米管，我们就能将其应用于超轻汽车的设计中。由于碳纳米管只在单一方向上具有高硬度，在汽车设计中需多个方向将其组合起来，以使汽车拥有良好的抗震性。”目前，科学家正在研究将大量碳纳米管绞缠起来，生产出一种超硬度的轻质面料。有了石头人的套装，人人都是超级大力士。

霹雳火：耐热技术

应用热力学原理的高科技材料，因其分子键特性可以抵抗超高温度。总体上来说，越坚硬有力的材料就具有越高的熔点。而要作为一种保护屏障，这种材料还必须具备弱导热性。举个例子，一辆车（或者一个超人）要以超音速速度移动，就需要使用这种超耐材料，耐得住3000华氏度（约合1648摄氏度）的高温。

借助这种耐热材料，我们可以改进太空飞船设计，使其可以进入更遥远的太空，或者探索更炽热的星体——如太阳表面。洛克希德-马丁公司热力学家迈克尔-斯多克表示：“当然，探索未知高温太空世界，在目前来看仍然是一个巨大挑战，因为这些地方还存在高压和辐射。不过，我们可以设计研发高级动力系统，让飞船在躲避太空中的危险区域的同时将其带入恒星上。”

霹雳火拥有控制火的能力，能够用火包裹住身体并发动攻击。对我们普通人而言，耐热材料可能只会在安全防火领域中一显身手。此外，耐高温材料还将被应用于超高效率发动机中，实现燃油消耗的减半.