大家都知道，古时候，人们最初是在龟甲上刻字，后来，竹简取代了龟甲，再后来，丝帛又取代了竹简，再再后来，纸又取代了丝帛。在这个过程中，写字的工具也由刀变成毛笔，直至今天的钢笔、油笔。事实上，这些材质不断替换的过程，就是一个个新的发明创造不断涌现的过程。本期，我们就来领略用“材质替换法”促进发明创造的魅力！
　　
　　发明方法 材质替换法
　　
　　 “巧妇难为无米之炊”，世上任何产品都离不开材料这个物质基础。不同材料有不同的性质和特性，用新材料取代旧材料，用非常规材料取代传统材料，只要能使产品的性能发生变化，能产生有益的效果，就意味着获得了发明创造成果。
　　
　　发明故事 结实、轻便的新型自行车
　　
　　 一提到自行车，相信你会马上想到它是用钢材制作车架的。那么，能否用别的材料来替换呢？英国人想到了这个问题，并发明出一种碳素纤维自行车，在全英自行车锦标赛上还大出风头呢！
　　 英国选手克里斯·博德曼凭着一辆专门定制的碳素纤维自行车神速前进，创下了新的世界记录。赛场上，这位获胜的选手情不自禁地亲吻他的山地车。
　　 骑手技艺高超，也不能不感谢新型自行车的配合。与标准的车型相比，新型自行车的重量和风阻都较小。这是因为碳素纤维重量轻且强度极高，用它制作自行车不需要传统的三角架，这样使车子的重量更轻。碳素纤维还可以通过模子制成整体型车架结构，避免了焊接的缺点。
　　 碳素纤维自行车的诞生，将会对传统金属结构自行车市场以巨大的冲击。
　　
　　小贴士
　　运用材质替换法实施发明创造，主要有两方面的途径：
　　 其一，运用材质替换开发轻便型、廉价型、高档型以及功能型新产品。比如，为了降低成本，一些厂商用纸取代布生产出领带、枕巾等一次性消费品，满足了旅游者的需求。再如，为了提高档次，厂商将眼镜的镜片从普通玻璃片变换为水晶镜片，镜架也由塑料制品升格为镀金材料，满足了某些爱美人士的特殊需求。
　　 其二，运用材质替换法帮助发明创造者寻找攻克技术难关的办法。例如，某些机器的内部需要安装轴承，但润滑十分不便，如果从结构设计上去想办法，很难找到简单的方案。后来设计者采用粉末冶金制作含油轴承，轻而易举地解决了难题。
　　
　　发明实例 环保、耐用的塑钢门窗
　　 如果说眼睛是心灵的窗户，那窗户便是房屋的眼睛了。一双漂亮有神的眼睛，能给人增色许多；几扇美观耐用的门窗，也可以使房屋显得富丽气派。
　　 以前，门窗太多是木制的，现如今，“塑钢门窗”已全面走进了我们的生活。
　　 塑钢门窗是以聚氯乙烯（PVC）树脂为主要原料，加上一定比例的稳定剂、着色剂、紫外线吸收剂等助剂挤压加工成型材，然后经切割、溶接，再配上有关附件（五金件、橡胶密封条、毛条等）而制成的。为了增加门窗的硬度，在型材的空腔中再加入钢材，就变成了“塑钢门窗”。
　　 塑钢门窗的一个最大优点是封闭好，不漏风。行家曾做过观测，使用塑钢门窗的房间比使用木窗的房间，冬季室温可提高4-5℃。
　　 “两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书”。如果你想达此境界，安有塑钢门窗的居室也能帮大忙，因为塑钢材料的隔音效果非常好。
　　 不自燃、不助燃、抗老化也是这种门窗的优点。
　　 我国是个森林资源贫乏、能源短缺的国家。适合制作木门窗的红、白松木正日益减少且再生缓慢。铝合金门窗、钢窗使用大量的金属资源，易锈蚀，维护费用高，生产能耗更高。塑钢门窗的发明与推广应用，对节省木、铝、钢材，节约能源，保护环境都具有积极的意义。
　　
　　小贴士
　　 变更材质搞发明创造，必须了解材料的性能和价格，尤其是新材料不断出现的情况下，掌握新材料信息更为重要。在此基础上，发明创造者就可以从突破传统用材方面去创造性思考，在取而代之的过程中获得新的成果。
　　
　　发明作业
　　 在你的屋子里，一定有很多装饰品，请你仔细观察一下，它们都是用哪些材料制作而成的？再想一想，这些材料可否用其他材料替换，制成新的装饰品来点缀你的小屋？请把你的发现和创意写信告诉我们。如果你用“材质替换法”亲自动手制作出了新的小玩意，也可以拍成照片邮寄给我们哦！