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至材料的创新:变革 重塑世界

2021-11-22

材料的创新:变革 重塑世界

从泥瓦砖木,到铜铁铝钢,再到碳纤维、石墨烯,伴随着文明和科技的进步,人类对材料开发利用的广度和深度逐渐加大加深。如今愈来愈多的新型材料走入科学家的视野,新材料技术的突破,将伴随着新1轮产业革命,改变我们所处世界的属性。有理由认为,未来提高本身产品质量人类任何 高大上 的雄伟工程,都有着看似 细小微 新型材料的支持,而我们在衣食住行和残暴生活中,亦当随处可见它们的身影。

平地起高楼,传统材料不褪色

对工具的使用,被认为是人类和其它哺乳动物的1个本质区分。人类对材料的利用,则从这1本质区分开始。且看考古学家对人类史前历史的3阶段划分 石器时期、青铜时期、铁器时期,便可见人类发轫阶段使用材料的进化历程。虽然这1进化历程漫漫数10万年,但正是它们的进化,终致使了人类文明史上次产业革命 1万年前农牧业的出现。

人类文明的发展,使得材料的进化树上不断添加新的分支,而如今被视为传统材料的清单中,不断有新成员加入,虽然它们当初也曾有着新材料的名分。这些材料在成长,但并未老去。高楼平地起,从数千年前的巍峨金字塔、莽莽万里长城,到今天雄伟的跨海大桥、鳞次栉比的摩天大楼,从巨石砖瓦,到钢筋水泥,传统材料的名单虽在逐步拉长,但它们的作用仍然,始终是人类社会生产生活的重要基石。

可以说,1砖1瓦,1木1石,它们都承载着人类的文明。也许有1天,某些材料终会被新的材料取代,但它们对人类文明发展的贡献却永不褪色。

空中建楼阁,新型材料产奇迹

空中建楼阁,是人类的1个梦想,曾那末遥不可及,如今却在逐步变成现实。空客380和波音787的飞翔,让我们体会到翱翔天际的舒适与快感;国际空间站的建立,令人类有机会站在太空审视我们的星球。这些都得益于科技的进步,其中也都有着新材料的功劳。

巧妇难为无米之炊,没有材料,再高明奇巧的设计也只能永久停留在纸面上。缺了土石,古人没法建造遮风避雨之所;没有纸张,先祖的文明也难以传承。历史证明,材料是人类社会发展的物资基础和先导,新材料更是人类社会进步的催化剂。

新材料创造的奇迹不胜枚举。超材料技术的突破,使哈里 波特的隐身衣从魔法世界走进我们的现实生活;先进复合材料的大量使用,让愈来愈大的人造物体能够摆脱地球引力而飞入太空。新材料的研发无止境。近,清华大学和中科院理化所联合研究发现,镓基液态合金在 吞食 少许物资后,可以在各种形态和运行模式之间转换,并实现自驱动快速前进。相信终有1天,经典科幻电影《终结者》中的液体金属机器人会悄然来到我们的身旁。

新材料宣言,世界因我而改变

新材料涵盖广阔,金属材料、无机非金属材料、有“限塑令”已实行了7年多机高份子材料、先进复合材料,这些专业划分也许让门外汉难以适从。但不管怎样,作为高新技术的基础和先导,新材料的研究代表着人类对物资的认知和利用在向更深层次进发。它的发展,在增进信息、能源、生物等技术革命的同时,对制造业、运输业和个人生活方式都产生侧重大影响。正因如此,新材料才被人称之为 发明之母 和 产业食粮 ,成为21世纪重要和具发展潜力的领域。

石墨烯是弹簧改变实验机的扭矩是使物体发作转动的力目前新材料中受关注的1种。它所具有的超强韧性、导电性、导热性和透光性等特性,使其具有巨大的发展空间,能够广泛利用于电子、航天、生物医药等领域,而它的商业化利用,则将带动信息、能源、生物等1系列产业走向变革。

2013年初,欧盟委员会将石墨烯科技列为两大 未来新兴旗舰技术项目 之1,并会在未来10年内投入10亿欧元研发经费;日韩德英等国家也都把石墨烯材料及产品定为未来革新产业之1,投入巨资推动石墨烯研发和商业化利用研究;作为技术实力强的美国,更是在石墨烯研发方面走在世界前列,早在2006年至2011年这5年间,美国国家自然科学基金关于石墨烯的资助项目就高达200项,近几年,美企业和研究机构在石墨烯领域的研发成果更是层见叠出。

材料世界是奇异的。在英国伦敦大学学院有1个材料收藏馆,馆中陈设的2000多种材料5花8门,从自然生成的煤到人类智慧杰作的生物玻璃,从便宜的木费时又费力材到贵重的金属,让参观者琳琅满目。置身其中,你会在了解它们的进程中默默感遭到人类文明的进步,仿佛每种材料都在说: 世界,因我们而改变!