探討化學材料的發展與展望的論文

關于探討化學材料的發展與展望的論文

　　化學材料是人們制造工具的物質來源，也是人類生產和生活的基礎。材料科學技術就是研發各種材料的種類和性能，然后將其運用到人類生產和生活中，推動生產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展史。

　　1 化學材料的發展歷史

　　材料是人們生產和生活的基礎條件，歷史學家經常把材料作為劃分時代的依據。在人類出現的最早時期，生產水平極為低下，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”。資本主義革命結束后，機器開始被大規模地使用，人類進入“鋼鐵時代”。1920 年以后，化學合成工業得到發展，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”。現在很多新興技術都需要用到性能特殊的材料，科學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生認識，創造和使用的都是比較單一的材料。近些年來，因為物理學和化學的發展，再加上計算機和電子技術的進步，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構與性能，尤其是超高溫、超低溫、強磁場和高真空等條件，讓人們能夠從本質上認識材料的物理和化學性能。

　　材料科學是一門綜合性學科，一方面需要利用多種學科理論和成果去解決科學研究問題，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用中提取的。材料科學與多種學科都存在一定的聯系，是多種學科和技術互相結合形成的產物。它涉及到物理、化學和力學等學科知識，而材料科學的發展，又可以帶動這些學科的進步，為其提供研究課題和資料。總結起來就是一句話：材料科學與多種學科互相聯系、共同發展。

　　2 化學材料的未來展望

　　世界將要面臨一場新的技術革命，而新興技術的核心物質就是新材料。新技術要想發展就需要新材料，從而促進了新材料的不斷發展，而新材料的發展又促進了新技術的革新。此外，軍事工業的國際競爭形勢激烈，這也是促進新材料發展的一大因素。現代戰爭就是科學技術之間的較量，也就是新材料的主戰場。在經濟實力和戰斗力相近的情況下，誰的新材料和新技術更具優勢就可以勝出。現代技術的發展為新材料的發展奠定了基礎，材料發展歷經簡單到復雜、宏觀到微觀和經驗為主到知識為主三種過程。近幾十年來，材料結構和功能又得到深度開發，利用新技術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。新技術的革命引發了新產業革命，這也意味著新材料給新技術出了一個更大的難題，紅外技術、激光技術、電子技術和能源開發等新型技術對材料也提出了更高的要求，為了成功解決這些難題，材料科學正在逐步向多質合成、超級工藝和分子設計等方向發展。

　　分子設計主要是為了滿足生產和生活的需要，綜合運用了物理、化學、數學和生物等理論知識，再加上激光、計算機和電子等技術，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測材料在未來可能具備的性能，并根據需求設計新的分子和才倆。如果這項技術能夠得到完善，就可以顛覆材料的研制方法，讓材料科學進入一個全新的時代。而復合材料是材料發展的重點內容，主要包括金屬基復合材料、陶瓷基復合材料、碳基復合材料和樹脂基高強度材料。表面涂層則是另一種復合材料，其適用范圍廣，且經濟實用，擁有廣闊的發展前景。多質復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，已經取代了鋼鐵等金屬，一躍成為新型結構材料。這些材料的不同質類主要體現在結構上，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，主要包括半導體、紅外、液晶和磁性材料等，這是信息產業發展的基礎。生物材料擁有更廣闊的應用領域，其一是生物醫學材料，可用于修復人體器官、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，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纖維，二維材料有金剛石薄膜和超導薄膜，這些材料的應用前景一片光明。

　　材料科學的另一個發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、通信和航空等領域的需求。目前新材料領域出現了一門新學科———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。這種材料已經得到應用，也成為各國的新研究課題，不久的將來應該會進入我們的生活當中。此外，建立材料系統工程，建設好材料信息網，合理使用各種材料，將材料、環境和能源三者平等視之，以達到節約能源和保護環境的目的，這也是材料技術亟需解決的問題。

　　3 結論

　　材料是人類進步發展的重要基礎，從古至今都陪伴著人類的發展，如今的21 世紀更是異常推崇材料。工業、軍事、航天和能源等多個領域都需要材料的幫助才能不斷發展，化學材料的發展與展望也成為科技人員的關注對象。相信在科學技術的帶領下，材料科學也會不斷進步、不斷完善。

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