材料是各种产业的基础,人类开发利用自然资源水平的优劣也集中体现在材料方面。每一种重要的新材料的发现和应用,都极大地加速社会发展的进程。这是因为新材料的出现往往伴随着技术上的重大突破乃至科学技术革命的发生,石器—陶器—青铜器—铁器清楚地表明了这一进程。制钢工业的迅速发展,后来成为18世纪产业革命的重要内容和物质基础。人类进入20世纪以来,由于军事和宇航等主导产业的强劲需求,新材料的研制更是异常括跃,科学技术的突飞猛进使得各种新材料以超过以往任何一个时期的速率频频问世。所有这一切都预示着一个“材料革命”的新时代的到来。
有人认为,发生在我们周围的新技术革命的主角是微电子技术、生物工程和新材料三大技术,也有人认为,新材料、新能源和信息技术是现代文明的三大支柱。无论持何种看法,新材料都始终占有一席之地。可见新材料的重要性。
新材料是指那些新近发展或者正在发展的、具有优异性能的结构材料和具有特殊功能的功能材料。发展新技术需要大量具有特殊功能的新材料。如计算机技术需要半导体材料、信息记录材料;光通讯技术需要光导纤维材料;新能源技术需要有超导电材料、太阳能电池材料、储氢材料;宇航技术需要各种新型复合材料。目前世界上已有800多万种人工合成的新材料,并且还在以25万种/年的速度递增。这些新材料分属于金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料四大类。其中最引人注目的新材料有非晶质金属、新型陶瓷、机能型高分子、单晶体、新型纤维、新合金等。
软塑新材料
新材料对人类社会的贡献是不言而喻的。仅以现代社会为例,半导体材料的出现对于电子工业的贡献无论如何形容都不为过。没有半导体材料,所有的电子产品都不会存在,信息产业也无从谈起,因为缺乏智能微处理器作为其基础。晶体管以及随后进一步发展的集成电路和电脑技术由于镓砷、铝砷等一系列新材料的出现,迎来了30多年历史中的极盛时期。超大型集成电路板的出现,使得无数个电子元器件组合而成的庞然大物瞬间变得“微型化”。微处理机的触角已经伸到人类社会的每一个角落,大到工农业生产、科研教学、交通运输、通讯、银行、商店、饭店、医院、家庭服务,小至照相机、收音机、手表等家用电器都可以找到微处理机的形影。这方面的例子比比皆是,不一而足。
增长无极限的观点虽然过于乐观而使人难免有所保留,但它却客观地道出了科技和原材料革命的深远意义,一个由劳动密集型、原料密集型向技术密集型转变的社会将极大地提高人类的能力。一条光纤电缆可以同时传送1000万次通讯,足以说明这一切。(www.daowen.com)
有关材料科学与工程的国际战略研究表明,新材料将是方兴未艾的高技术发展的关键,未来社会一个国家的安全、综合实力都将取决于它对新材料技术的掌握程度。
世界各大国和地区中,美、欧、日的新材料技术远远走在其他国家的前面。
发展中国家也不甘示弱。我国依靠重视新材料的研究而成功地独立自主地发展了自己的“两弹一星”。20世纪80年代中期制订的“关键新材料和现代材料科学技术”发展计划,为我国的未来勾画出一个宏伟的蓝图。迄今,一批新材料的涌现迅速填补了国内空白,并且有些品种达到了国际先进水平。突出的如无机非线性光学晶体,三硼酸锂、偏硼酸钡、高掺镁铌酸锂、磷酸精氨酸晶体,稀土新型材料,非晶薄带金属卷材,无水冷陶瓷发动机,高性能树脂复合材料等。
由形形色色的新材料构成的“新材料王国”仍在继续壮大、发展。伴随着固体物理、有机化学、量子化学、固体力学、冶金科学、陶瓷科学、生物学、微电子学、光电子学等多种学科的最新成就,许多不为人知的新兴材料将相继登上未来社会的材料舞台。
新材料涌现速度的加快是符合“节约资源和能源”这个主题的,这决定了它的生命力将是持久的。在可预见的未来,新材料将极大地改变当今的产业结构。
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