什么叫文明之母

　　文明之母－新型材料技术

　　人类社会发展的历史证明，材科是人类生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础，也是人类社会现代文明的重要支柱。纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要的新材料的发现和应用，都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平。在人类的历史上，经历了"石器时代"、"青铜时代"和"铁器时代"。这些不同材料的应用代表了不同的生产力水平。材料科学技术的每一次重大突破，都会引起生产技术的革命．大大加速社会发展的进程，并给社会生产和人们生活带来巨大的变化。

　　当今国际社会公认，材料、能源相信息技术是现代文明的三大支柱。从现代科学技术发展史中可以看到，每一项重大的新技术发现，往往都有赖于新材料的发展。对国民经济和现代科学技术具有重要作用的半导体材料就是一个明显的例证。

　　所谓材料，是指人类能用来制作有用物件的物质。所谓新材料，主要是指Z近发展或正在发展之中的具有比传统树料更为优异的性能的一类材料。目前世界上传统材料已有几十万种，而新材料的品种正以每年大约5％的速度在增长。世界上现有800多万种人工合成的化合物，而且还在每年以25万种的速度递增，其中相当-部分有发展成为新材料的潜力。

　　世界各国对材料的分类不尽相同，但就大的类别来说，可以分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料四种。若按照材料的使用性能来看，可分为结构材料与功能材料两大类。结构材料的使用性能主要是力学性能；功能树料的使用性能主要是光、电、磁。热、声等功能性能。从材料的应用对象来看，它又可分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等。

　　金属材料是Z古老的材料，但同样也在不断地推陈出新，许多新兴金属材料应运而生。例如，微合金钢、低合金高强度钢、双相钢等新钢种。在有色金属及合金方面则出现了高纯高韧铝合金、高强高模铝程合金、高温铝合金，先进的高强、高韧和高温钛合金，先进的镍基、铁镍铬基高温合金，铜合金、难熔金属合金及稀员金属合金等。除此之外还涌现了其他许多新型高性能金属材料，如快速冷凝金属非晶和微晶材料、纳米金属材料、有序金属间化合物、定向凝固柱晶和单晶合金等。新型金属功能材料，如磁性材料中的铰铁硼稀土水磁合金及非晶态孰磁合金、形状记忆合金、新型铁氧体及超细金届隐身材料、贮氢材料及活性生物医用材料等也正在向着高功能化和多功能化方向发展。

　　陶瓷材料是人类Z早利用自然界所提供的原料制造而成的材料，旧石器时代的先民们只会采集天然石料加工成器皿和工件。经历了漫长的发展和演变过程，以粘土、石英、长石等矿物原料配制而成的瓷器才登上了历史的舞台。从陶器发展到瓷器，是陶瓷发展史上的diyi次重大飞跃。由于低熔点的长石和黏土等成分配合，在焙烧过程中形成了流动性很好的液相，冷却后成为玻璃态，形成釉，使瓷器更加坚硬、致密和不透水。从传统陶瓷到先进陶瓷，是陶瓷发展史上的第二次重大飞跃。所谓先进陶瓷主要是指利用材料的电、磁、声、光、热、弹性等方面直接的或耦合的效应以实现某种使用功能的陶瓷。这一过程始于本世纪四五十年代，目前仍在不断发展。从先进陶瓷发展到纳米陶瓷将是陶瓷发展史上的第三次重大飞跃，陶瓷科学家还需在诸如纳米粉体的制备、成型、烧结等许多方面进行艰苦的工作，预期在本世纪末和下世纪初，陶瓷科学在这一方面将取得重大突破，有可能解决陶瓷的致命弱点-脆性问题。

　　高分子是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机化合物。之所以称为高分子，就是因为它的分子量高。常用高分子材料的分子量在几百到几百万之间，高分子量使它具有了一定的强度，从而可以作为材料使用。这也是高分子化合物不同于一般化合物之处。又因为高分子化合物一胶具有长链结构，每个分子都好像一条长长的线，许多分子纠集在一起，就成了一个扯不开的线团，这就是高分子化合物具有较高强度，可以作为结构材料使用的根本原因。另一方面，人们还可以通过各种手段，用物理的或化学的方法，或者使高分子与其他物质相互作用后产生物理变化或化学变化，从而使高分子化古物成为能完成特殊功能的功能高分子材料。

　　功能高分子材料主要包括物理功能高分子材料及化学功能高分了材料。前者如导电高分子、高分子半导体、光导电高分于、压电从热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等；后者如反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜、螯合高分子、高分子催化剂、高分子试剂及人工脏器等。此外还有生物功能和医用高分子材料，如生物高分子、模拟酶、高分子药物及人工骨材料等。

　　高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等，其中被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国家建设和人民日常生活中必不可少的重要材料。

　　金属、陶瓷和有机高分子材料各有其固有的优点和缺点，而复合材料则是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料，它既能保留原组成材料的主要特色，又能通过复合效应获得原组分所不具备的性能，还可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得新的优越性能。在古代的复合材料中Z引人注目的是ZG的漆器。它是以丝、麻等天然纤维作增强材料、用火漆作粘结剂而制成的复合材料。历经几千年的发展，由古代复合材料而发展到近代复合材料，包括软质复合材料(各种纤维增强的橡胶)以及硬质复合材料(即纤维增强树脂，如玻璃钢等)。60年代以来由于航空、航天工业的迅猛发展，需要高强度、高模量、耐高温和低密度的复合材料，于是先进的复合材料应运而生。

　　复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料。功能复合材料一般由功能体和基体组成，基体不仅起到构成整体的作用，而且能产生协同或加强功能的作用。目前形成产业规模的主要是结构复合材料，功能复合材料正处于发展之中。功能复合材料的效能一般均优于单质复合材料，因此它的发展前景是不可估量的。

印刷术被称为“文明之母”