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探讨化学材料的发展与展望

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探讨化学材料的发展与展望
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化学材料是人们制造工具的物质来源,也是人类生产和生活的基础。材料科学技术就是研发各种材料的种类和性能,然后将其运用到人类生产和生活中,推动生产力的提高和人们生活水平的提高,人类历史也可称之为材料发展史。

1 化学材料的发展历史

材料是人们生产和生活的基础条件,历史学家经常把材料作为划分时代的依据。在人类出现的最早时期,生产水平极为低下,人们都是寻找天然石块磨制成石器聊以生存,被后人称为石器时代。后来因为开始使用金属铜和铁,人们相继进入铜器时代和铁器时代。资本主义革命结束后,机器开始被大规模地使用,人类进入钢铁时代。1920 年以后,化学合成工业得到发展,大批的高分子化合物被合成,很快就遍布人类生活的每个角落,于是又进入了高分子时代。现在很多新兴技术都需要用到性能特殊的材料,科学家就将古代的陶瓷进行变革,研制出精密陶瓷材料,我们即将面临新陶瓷时代。从人类诞生到1920 年之前,人们都是在观察中对材料产生认识,创造和使用的都是比较单一的材料。近些年来,因为物理学和化学的发展,再加上计算机和电子技术的进步,人们对材料的认识从宏观阶段过渡到微观阶段,从晶粒、分子和原子的角度去分析材料的结构与性能,尤其是超高温、超低温、强磁场和高真空等条件,让人们能够从本质上认识材料的物理和化学性能。

材料科学是一门综合性学科,一方面需要利用多种学科理论和成果去解决科学研究问题,另一方面它研究的问题本身就自带综合性,是从各种材料制造和应用中提取的。材料科学与多种学科都存在一定的联系,是多种学科和技术互相结合形成的产物。它涉及到物理、化学和力学等学科知识,而材料科学的发展,又可以带动这些学科的进步,为其提供研究课题和资料。总结起来就是一句话:材料科学与多种学科互相联系、共同发展。

2 化学材料的未来展望

世界将要面临一场新的技术革命,而新兴技术的核心物质就是新材料。新技术要想发展就需要新材料,从而促进了新材料的不断发展,而新材料的发展又促进了新技术的革新。此外,军事工业的国际竞争形势激烈,这也是促进新材料发展的一大因素。现代战争就是科学技术之间的较量,也就是新材料的主战场。在经济实力和战斗力相近的情况下,谁的新材料和新技术更具优势就可以胜出。现代技术的发展为新材料的发展奠定了基础,材料发展历经简单到复杂、宏观到微观和经验为主到知识为主三种过程。近几十年来,材料结构和功能又得到深度开发,利用新技术可以弥补材料中的缺陷和不足,进一步完善了制备工艺和手段。新技术的革命引发了新产业革命,这也意味着新材料给新技术出了一个更大的难题,红外技术、激光技术、电子技术和能源开发等新型技术对材料也提出了更高的要求,为了成功解决这些难题,材料科学正在逐步向多质合成、超级工艺和分子设计等方向发展。

分子设计主要是为了满足生产和生活的需要,综合运用了物理、化学、数学和生物等理论知识,再加上激光、计算机和电子等技术,辅以先进测试仪,用来研究材料的性能,或者利用原子理论预测材料在未来可能具备的性能,并根据需求设计新的分子和才俩。如果这项技术能够得到完善,就可以颠覆材料的研制方法,让材料科学进入一个全新的时代。而复合材料是材料发展的重点内容,主要包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳基复合材料和树脂基高强度材料。表面涂层则是另一种复合材料,其适用范围广,且经济实用,拥有广阔的发展前景。多质复合材料是采用有机和无机法合成的,能够制造出耐热、耐腐蚀和使用寿命长的材料,已经取代了钢铁等金属,一跃成为新型结构材料。这些材料的不同质类主要体现在结构上,打破了单一材料的局限,通过扬长避短提升了性能。信息功能材料主要是增加材料品种、提升性能,主要包括半导体、红外、液晶和磁性材料等,这是信息产业发展的基础。生物材料拥有更广阔的应用领域,其一是生物医学材料,可用于修复人体器官、组织或血液;其二是生物模拟材料,譬如反渗透膜。低维材料具备体材料没有的性质,例如零维的纳米金属颗粒是电的绝缘体,采用纳米制成的陶瓷具有较强的韧性和塑性,一维材料有有机纤维和光导纤维,二维材料有金刚石薄膜和超导薄膜,这些材料的应用前景一片光明。

材料科学的另一个发展方向是利用新科技改变材料的使用方法和制造手段,对传统材料进行加工重新利用,让新型材料拥有特殊的功能,以达到生物、能源、通信和航空等领域的需求。目前新材料领域出现了一门新学科高分子智能材料,主要是通过有机合成法,让没有生命力的材料变得有生机。这种材料已经得到应用,也成为各国的新研究课题,不久的将来应该会进入我们的生活当中。此外,建立材料系统工程,建设好材料信息网,合理使用各种材料,将材料、环境和能源三者平等视之,以达到节约能源和保护环境的目的,这也是材料技术亟需解决的问题。

3 结论

材料是人类进步发展的重要基础,从古至今都陪伴着人类的发展,如今的21 世纪更是异常推崇材料。工业、军事、航天和能源等多个领域都需要材料的帮助才能不断发展,化学材料的发展与展望也成为科技人员的关注对象。相信在科学技术的带领下,材料科学也会不断进步、不断完善。

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发布时间:2023-02-08
摘要 客观看待汉中柑桔发展,从20世纪70年代开始,建设新桔园、发展新品种,经过了40年的发展历程,各个阶段各有侧重,又相互联系,对取得的成绩和存在的问题进行了梳理,并对发展前景进行了浅析。 关键词 柑桔;发展;回顾;展望;......
碳捕获与碳储存发展的障碍与展望(一)
发布时间:2023-02-18
国际气候政策越符合中国自身的激励机制及特殊的能源背景,越能有效发挥CCS在中国的积极作用。要在中国大规模发展CCS,国际气候制度必须考虑如何为其融资。 在中国发展CCS,除了面临成本过高和储存不确定的风险与障碍外,中国煤电结构也使......
浅析应用型材料化学专业实验教学的新探讨
发布时间:2023-01-26
材料化学专业是研究材料的制备、组成、结构、性能及应用的科学,它从化学的角度探索材料的微观结构对其宏观性能的影响。材料化学专业是我国许多高等学校开设的重要专业,是打造出系统掌握材料科学的基本理论和技能,能在材料科学与工程及其相关领域从事科研、教学和管理工作的材料化学高级应用型人才。材料化学专业的学生必须有宽口径的材料学基础知识和化学理论,同时又必须具有现代化仪器操作技能和创新能力,善于创造性地把化学.........
氮化物衬底材料的研究与开发
发布时间:2013-12-18
宽带隙的GaN基半导体在短波长发光二极管、激光器和紫外探测器,以及高温微器件方面显示出广阔的应用前景;对环保,其还是很适合于环保的体系。半导体照明产业发展分类所示的若干主要阶段,其每个阶段均能形成富有特色的产业链。世界各国......
探究化学化工材料的应用技术
发布时间:2022-12-10
伴随着当前社会经济建设的不断发展以及科学技术的飞速进步,化学化工材料与人类社会的关系也越来越密切。而自从可持续发展社会这一概念的提出,在应用化学化材料时也有了更加严格的要求。在当前,化学化工材料不仅要能够满足应用过程中的各项参数,同时也应当要减少对环境的破坏,研究并应用绿色型化学化工材料,这样一来才能在发展社会经济建设的同时,保障生态环境的可持续发展,为国民以及未来的子孙后代创造出更加良好的生存环.........
仿生材料的研究新进展
发布时间:2023-03-16
仿生材料的研究新进展 [摘 要]生物是1个神奇的工程师,它的举手投足之间就能把1些极其普通的元素组合成优异性能和精妙结构的科学艺术作品,其神奇足以另当今......
对国企发展战略的展望
发布时间:2013-12-17
对国企发展战略的展望 从建立到如今,我国的国有企业http://wWw.LWlm.Com在不断地探索着自身发展之路。改革中也出现过大大小小的问题、走过弯路。直到今天,国企仍存在一些问题,如管理不科学、效率偏低等。 一 现阶段国企发展环境......
探究功能高分子材料的研究现状及其发展前景
发布时间:2023-01-27
前言在我们的日常生活中,材料随处可见,材料的发展水平直接影响我们的生活质量。高分子材料在我们日常生活的应用中拥有很多的优势,与现代化生产非常吻合,同时它也产生了很高的经济效益等,因此它在工业上发展的十分迅速。在过去,20世纪60年代发展起来的功能高分子材料是属于那时的一个新兴领域,这个新兴领域同时渗透到能源和电子以及生物三大领等。而如今,21世纪的科技不断创新,也有了新型有机功能高分子材料,它们在.........
注塑模具技术分析与发展展望
发布时间:2022-10-21
摘 要:随着我国经济的快速发展以及科技水平的不断提高,科技对于工业的支撑效果也越来越高。模具行业是一个国家工业水平的重要体现,通过其大规模的应用可以有效的提高工业的生产效率,降低生产成本,其对于高水平的工业是一个重要的......
中药材产业发展与特色发展模式
发布时间:2023-07-24
位于湖北省东北部,地处大别山主峰天堂寨南麓,东北与安徽省的金寨、霍山、岳西、太湖四县毗邻,西南与湖北省的罗田、浠水、蕲春县接壤,面积1449平方公里。全县境内由北向南依次为高山、丘陵、河谷平原地形,以中低山为主。属亚热带气......
机械传动科学技术的发展历史与进展探讨
发布时间:2022-08-26
1 机械传动的种类及起源1 当今机械的传动方式主要有以下几种,带传动、链传动、曲柄连杆传动、齿轮传动等。当然随着科技的不断发展,也有很多新兴技术应用在传动方面,使得传动系统的局限性变小,传动系统的发展所涉及的领域也会相应......
探讨交叉学科的新型催化材料课程建设的改革与实践
发布时间:2023-03-20
学科建设是一项综合性极强的系统工程,化学工程与材料学科的交叉融合导致交叉学科材料化学工程的诞生。它是以化学工程为基础和手段,面向材料制备及应用的一个新兴学科。因此,在交叉学科材料化学工程二级学科的课程建设中,如何体现交叉学科的人才培养特色,是当前深化交叉学科-材料化学工程研究生培养模式改革需要回答和解决的问题。新型催化材料是材料化学工程二级学科硕士点的研究生的主干课程,但由于交叉学科的学科渗透性和.........
节能环保建筑材料的发展现状及对策
发布时间:2023-05-13
摘要:发展环保节能型建筑材料,是一个经济问题,更是一个国家实现可持续发展的战略性问题。无论是政府,还是媒体都有责任和义务对大众进行正确宣传和引导,让所有人都意识到发展环保节能型建筑材料的重要性和必要性,从而获得社会各......
分析铝基复合材料的研究现状及发展
发布时间:2017-06-19
一、铝基复合材料的研究现状(一)铝基复合材料的概述铝基复合材料是具有很大实用性的一种复合材料。纤维增强铝基复合材料和颗粒增强铝基复合材料是根据增强体的不同而区别开的两种铝基复合材料。其增强相的形态通常为长纤维、短纤维、晶须以及颗粒四种。除了长纤维之外的另外三种增强相所组成的复合材料为非连续增强铝基复合材料;长纤维增强的铝基复合材料的优越性体现在纤维长度性能上。碳化硅铝基复合材料中最常见的增强相,强.........
我国PB行业的发展及展望
发布时间:2023-02-20
所谓的PB业务,即是面对对冲基金等高端机构客户提供集中托管清算,后台运营,研究支持,杠杠融资,证券拆借,资金募集等一站式综合金融服务的统称。由于此前国内基金托管业务一直是商业银行为主,同时加上对冲基金一直没有能够阳光化......
探讨材料科学基础课程教学实践与教学改革
发布时间:2022-11-16
尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家科学技术与工业发展水平。我国在1978科学大会上将材料科学科学技术列为新兴的综合性科学领域之一,因此高校材料科学与工程专业担负着国民经济建设培养材料类高级技术人才的历史使命,为了培养满足社会发展、经济建设和科技进步的高素质材料科学工程技术人才,以人才培养模式改革和实施创新教育为重点,辅以实践教学改革、教学方法和教学手段改革,全面推进、整体优化,为我国培养.........
梯度功能材料的研究进展
发布时间:2023-02-18
摘 要:本文介绍了梯度功能材料(functionally graded materials简写为FGM)的基本概念、分类、性质和制备方法的基本原理, 综述了国内外FGM的研究和应用现状, 提出了FGM在应用方面尚需解决的一些问题,并展望了梯度功能材料的发展前景与方向......
浅析功能梯度材料的制备及应用发展
发布时间:2016-09-09
1前言 功能梯度材料(Functionally Gradient Material简称FGM)是一种全新的非均匀复合材料,与一般宏观均质复合材料相比功能梯度材料从金属到陶瓷无论是成分和显微结构在每一处都是有控制地连续变化的,因而功能梯度材料的热力学及热弹......
世界高性能纤维及复合材料的最新发展与创新
发布时间:2015-09-10
摘要:当前世界高性能纤维与复合材料领域已形成美、日、欧盟、中和俄的五极格局,而新型发展国家也开始重视主要高性能纤维及其复合材料的发展。本文以聚丙烯腈基碳纤维(PAN-CF)及复合材料(CFRP)、中间相沥青基碳纤维(MP-CF)、芳......
微信营销未来发展展望
发布时间:2015-08-07
[提要] 随着移动互联网的逐渐兴起,微信营销这一概念也开始进入人们的视线,而微信营销是否拥有未来,网络各界人士对此的讨论一直此起彼伏。面对微信营销目前的情况,企业和个人如何扬长避短,未来又将何去何从? 关键词:微信营销......
纳米材料、高分子材料和器件材料的功能化与器件制备
发布时间:2019-11-27
纳米材料结构单元的尺寸介于1纳米~100纳米。由于纳米材料尺寸已经接近电子的相干长度,其性质也与普通材料有很大的不同。纳米尺度接近光的波长,加上纳米材料具有大表面的特殊效应,所表现的特性,例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等,往往不同于在整体状态时所表现的性质。纳米材料包括纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体材料等。目前,纳米技术已经与许多自然科学领域交叉渗透,包括医学、电子学、生物材料等,形.........
农业产业化发展的希望之路
发布时间:2023-05-04
[摘要]临武鸭是地方名牌农产品,临武舜华鸭业公司在实现临武鸭产业化的过程中,通过不断摸索 总结 产业经营模式,走出了一条农业产业化 发展 之路,实现了从“公司+农户”到“公司+基地+农户”再到“公司+协会+农场”的三次跨越式发......
新型建材的发展与应用
发布时间:2015-07-31
【摘要】伴随着国民经济与建筑业的快速发展,人们对于建筑材料的要求也随之大幅提高。近年来,各种新型建筑的出现,使得新型建筑材料的应用范围也大幅的扩大。当前,无论是国家主导的大型建筑工程还是群民居住用房建设,各种新型的建......
探讨高等农林院校新建材料科学与工程专业特色及发展路径———以安徽农业大学为例
发布时间:2023-04-08
材料是国民经济建设的物质基础。材料科学是21世纪的支柱学科和技术先导,是众多学科发展的坚强后盾,材料在某些领域已成为制约我国关键技术的瓶颈。随着经济快速发展和国际竞争的加剧,高新材料的地位日益凸显,社会对材料科学与工程专业技术人才的需求越来越高。材料科学与工程专业是一门主要涉及物理、化学、计算科学、工程学和材料学的综合性交叉学科,其内涵极为丰富,涵盖金属材料、冶金、无机非金属材料、高分子材料、材料.........
档案管理数字化建设发展前景展望
发布时间:2015-08-18
[摘 要]随着时代的变迁,企业单位也在不断的进行改革,在改革的过程中,档案管理是保证企业单位高效、有序、协调运行的基础。所以,档案管理工作已经渐渐成为每个乡镇地区各个进程协调、有序、高效运行的主要保证。怎样建立起科学有效......
关于私营建筑经济的发展现状与展望
发布时间:2023-06-26
关于私营建筑经济的发展现状与展望 一、引言 众所周知,进年来,随着我国经济建设的不断推进,我国私营建筑经济得到了长足的进步,无论在建筑工程量、建筑http://Www.LWlm.cOm工程质量还是工程经济效益上都取得了令人满意的成果,特别......
中科院宁波材料所聚丙烯材料研究取得进展
发布时间:2023-01-17
宁波材料所无卤阻燃团队李娟等研究人员采用一种简单易行的方法,在商品膨胀阻燃剂体系中引入有机无机杂化催化剂,催化高效阻燃的同时,兼顾相容性。研究发现,在膨胀阻燃聚丙烯中引入催化剂之后,可以使阻燃效率大幅提高,为目前国际......
关于材料力学研究性教学改革的探讨
发布时间:2022-11-26
材料力学是研究固体在不同形式外载荷作用下产生的变形特征及力学性质的学科,它既是物理学、理论力学等基础课程的延伸,又是后续弹性力学、结构力学等专业课程的基础,在工科院校本科生的培养方案中有着十分重要的地位。材料力学教学在......