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關(guān)于探討化學(xué)材料的發(fā)展與展望的論文
化學(xué)材料是人們制造工具的物質(zhì)來源，也是人類生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)。材料科學(xué)技術(shù)就是研發(fā)各種材料的種類和性能，然后將其運用到人類生產(chǎn)和生活中，推動生產(chǎn)力的提高和人們生活水平的提高，人類歷史也可稱之為材料發(fā)展史。
1 化學(xué)材料的發(fā)展歷史
材料是人們生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)條件，歷史學(xué)家經(jīng)常把材料作為劃分時代的依據(jù)。在人類出現(xiàn)的最早時期，生產(chǎn)水平極為低下，人們都是尋找天然石塊磨制成石器聊以生存，被后人稱為“石器時代”。后來因為開始使用金屬銅和鐵，人們相繼進入“銅器時代”和“鐵器時代”。資本主義革命結(jié)束后，機器開始被大規(guī)模地使用，人類進入“鋼鐵時代”。1920 年以后，化學(xué)合成工業(yè)得到發(fā)展，大批的高分子化合物被合成，很快就遍布人類生活的每個角落，于是又進入了“高分子時代”�，F(xiàn)在很多新興技術(shù)都需要用到性能特殊的材料，科學(xué)家就將古代的陶瓷進行變革，研制出精密陶瓷材料，我們即將面臨“新陶瓷時代”。從人類誕生到1920 年之前，人們都是在觀察中對材料產(chǎn)生認識，創(chuàng)造和使用的都是比較單一的材料。近些年來，因為物理學(xué)和化學(xué)的發(fā)展，再加上計算機和電子技術(shù)的進步，人們對材料的認識從宏觀階段過渡到微觀階段，從晶粒、分子和原子的角度去分析材料的結(jié)構(gòu)與性能，尤其是超高溫、超低溫、強磁場和高真空等條件，讓人們能夠從本質(zhì)上認識材料的物理和化學(xué)性能。
材料科學(xué)是一門綜合性學(xué)科，一方面需要利用多種學(xué)科理論和成果去解決科學(xué)研究問題，另一方面它研究的問題本身就自帶綜合性，是從各種材料制造和應(yīng)用中提取的。材料科學(xué)與多種學(xué)科都存在一定的聯(lián)系，是多種學(xué)科和技術(shù)互相結(jié)合形成的產(chǎn)物。它涉及到物理、化學(xué)和力學(xué)等學(xué)科知識，而材料科學(xué)的發(fā)展，又可以帶動這些學(xué)科的進步，為其提供研究課題和資料�？偨Y(jié)起來就是一句話：材料科學(xué)與多種學(xué)科互相聯(lián)系、共同發(fā)展。
2 化學(xué)材料的未來展望
世界將要面臨一場新的技術(shù)革命，而新興技術(shù)的核心物質(zhì)就是新材料。新技術(shù)要想發(fā)展就需要新材料，從而促進了新材料的不斷發(fā)展，而新材料的發(fā)展又促進了新技術(shù)的革新。此外，軍事工業(yè)的國際競爭形勢激烈，這也是促進新材料發(fā)展的一大因素�，F(xiàn)代戰(zhàn)爭就是科學(xué)技術(shù)之間的較量，也就是新材料的主戰(zhàn)場。在經(jīng)濟實力和戰(zhàn)斗力相近的情況下，誰的新材料和新技術(shù)更具優(yōu)勢就可以勝出�，F(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展為新材料的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，材料發(fā)展歷經(jīng)簡單到復(fù)雜、宏觀到微觀和經(jīng)驗為主到知識為主三種過程。近幾十年來，材料結(jié)構(gòu)和功能又得到深度開發(fā)，利用新技術(shù)可以彌補材料中的缺陷和不足，進一步完善了制備工藝和手段。新技術(shù)的革命引發(fā)了新產(chǎn)業(yè)革命，這也意味著新材料給新技術(shù)出了一個更大的難題，紅外技術(shù)、激光技術(shù)、電子技術(shù)和能源開發(fā)等新型技術(shù)對材料也提出了更高的要求，為了成功解決這些難題，材料科學(xué)正在逐步向多質(zhì)合成、超級工藝和分子設(shè)計等方向發(fā)展。
分子設(shè)計主要是為了滿足生產(chǎn)和生活的需要，綜合運用了物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)和生物等理論知識，再加上激光、計算機和電子等技術(shù)，輔以先進測試儀，用來研究材料的性能，或者利用原子理論預(yù)測材料在未來可能具備的性能，并根據(jù)需求設(shè)計新的分子和才倆。如果這項技術(shù)能夠得到完善，就可以顛覆材料的研制方法，讓材料科學(xué)進入一個全新的時代。而復(fù)合材料是材料發(fā)展的重點內(nèi)容，主要包括金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、碳基復(fù)合材料和樹脂基高強度材料。表面涂層則是另一種復(fù)合材料，其適用范圍廣，且經(jīng)濟實用，擁有廣闊的發(fā)展前景。多質(zhì)復(fù)合材料是采用有機和無機法合成的，能夠制造出耐熱、耐腐蝕和使用壽命長的材料，已經(jīng)取代了鋼鐵等金屬，一躍成為新型結(jié)構(gòu)材料。這些材料的不同質(zhì)類主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上，打破了單一材料的局限，通過揚長避短提升了性能。信息功能材料主要是增加材料品種、提升性能，主要包括半導(dǎo)體、紅外、液晶和磁性材料等，這是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。生物材料擁有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，其一是生物醫(yī)學(xué)材料，可用于修復(fù)人體器官、組織或血液;其二是生物模擬材料，譬如反滲透膜。低維材料具備體材料沒有的性質(zhì)，例如零維的納米金屬顆粒是電的絕緣體，采用納米制成的陶瓷具有較強的韌性和塑性，一維材料有有機纖維和光導(dǎo)纖維，二維材料有金剛石薄膜和超導(dǎo)薄膜，這些材料的應(yīng)用前景一片光明。
材料科學(xué)的另一個發(fā)展方向是利用新科技改變材料的使用方法和制造手段，對傳統(tǒng)材料進行加工重新利用，讓新型材料擁有特殊的功能，以達到生物、能源、通信和航空等領(lǐng)域的需求。目前新材料領(lǐng)域出現(xiàn)了一門新學(xué)科———高分子智能材料，主要是通過有機合成法，讓沒有生命力的材料變得有生機。這種材料已經(jīng)得到應(yīng)用，也成為各國的新研究課題，不久的將來應(yīng)該會進入我們的生活當(dāng)中。此外，建立材料系統(tǒng)工程，建設(shè)好材料信息網(wǎng)，合理使用各種材料，將材料、環(huán)境和能源三者平等視之，以達到節(jié)約能源和保護環(huán)境的目的，這也是材料技術(shù)亟需解決的問題。
3 結(jié)論
材料是人類進步發(fā)展的重要基礎(chǔ)，從古至今都陪伴著人類的發(fā)展，如今的21 世紀更是異常推崇材料。工業(yè)、軍事、航天和能源等多個領(lǐng)域都需要材料的幫助才能不斷發(fā)展，化學(xué)材料的發(fā)展與展望也成為科技人員的關(guān)注對象。相信在科學(xué)技術(shù)的帶領(lǐng)下，材料科學(xué)也會不斷進步、不斷完善。
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