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浅谈化学新材料的开展前景

随着时代的进步，物质的更新换代。原有的原始材料早已不能满足现今社会的需求，小到一个塑料袋，大到宇宙飞船的部件，其材料的要求早已不是原始材料所能到达的了。于是，在这样的需求中，诞生了化学材料科学这样一门科学。人们在化学和物理等科学的根底支持下，不断进取，探索、合成符合我们要求的特殊材料。

20世纪以来，物理、化学、力学、生物学等学科的研究和开展推动了对于物质结构、材料的物理化学和力学性能的深入认识和了解。同时，金属学、冶金学、工程陶瓷技术、高分子科学、半导体科学、复合材料科学以及纳米技术等学科的开展促进了各种新型材料的产生,并推进了对于材料的制备、生产工艺、结构、性能及其相互之间关系的研究，为材料的设计、制造、工艺优化和材料功能和性能的合理使用，提供了充分的科学依据。现代材料科学更注重于研究新型复合材料和纳米材料的制备和创新，对于设计具有不同性能要求的材料复合工艺和纳米态材料的凝聚过程，以及各类材料之间的相互渗透和交叉的性能以及综合性能的研究给予了更多的重视。现代材料科学的开展不仅与揭露材料本质及其演化规律的物理化学性质和力学性能有关，而且与使用材料的工程技术学科以及制造加工材料的工程学科有着相互交叉性的密切关系。在此根底上，“材料科学与工程”逐步形成学科，并开展成为一门独立的一级学科。作为一级学科的“材料科学与工程”下分三个二级学科：材料物理与化学、材料学、材料加工工程。

当前，化学新材料的开展方向为1、高性能化、高功能化、高智能化2、复合化3、极限化4、仿生化5、环境友好化。其中将成为以后开展主要趋势的几种新材料如下：

〔1〕高分子材料。资源丰富、原料广，轻质、高强度，成形工艺简易。提高工作温度是研制的重要课题。各种塑料、合成橡胶和合成纤维将有很大开展，成为重要的新材料

〔2〕特种陶瓷。高强高温结构陶瓷、电工电子功能陶瓷和复合陶瓷是新材料中普遍注重的开展方向。

〔3〕功能材料。这是新材料中开展很快的一个重要方向，如半导体、激光、红外、超导、电子、磁性、发光、液晶、换能、传感材料等，品种繁多，前景广阔。

〔4〕能源材料。太阳能、磁流体发电、氢能等新能源开展，同时促进了各种高温热、储能、换能材料的开展。

〔5〕高性能、高强度结构材料。

〔6〕复合材料。纤维增强型、弥散粒子型、叠层复合型复合材料以及碳纤维、石墨纤维、硼纤维、金属纤维、晶须的研制开展，将使被称为21世纪材料复合材料更放光荣。

〔7〕金属新材料。非晶态金属(金属玻璃)、记忆合金、防振合金、超导合金和金属氢等。

(8〕极限材料。在超高压、超高温、超低温、超高真空等极端条件下应用和制取的各种材料。如超导、超硬、超塑性、超弹性、超纯、超晶格膜等材料。

〔9〕原子分子设计材料。这是在材料科学深入研究的根底上，对外表、非晶态、结构点阵与缺陷、固态杂质、非平衡态、相变以及变形、断裂、磨损等领域研究探索的开展方向，以期获得原子、分子组成结构按性能要求设计的新材料。

〔10〕稀土材料。稀土金属在激光、荧光、磁性、红外、微波、核能、特种陶瓷以及化工材料中，有奇异的性能，稀土材料已成为重要的开发领域。我国稀土资源储量居世界首位，因此稀土的开发对我国更为重要。

下面来浅谈一下未来高分子材料的开展趋势：

1.通用高分子材料向高性能、多功能、低污染、低本钱方向开展

通用高分子材料主要是指塑料、橡胶、纤维三大类合成高分子材料及涂料、黏合剂等精细高分子材料。高性能、多功能、低本钱、低污染〔环境友好〕是通用合成高分子材料显著的开展趋势。在聚烯烃树脂研究方面，如通过新型聚合催化剂的研究开发、反响器内聚烯烃共聚合金技术的研究等来实现聚烯烃树脂的高性能、低本钱化。高性能工程塑料的研究方向主要集中在研究开发高性能与加工性兼备的材料。通过分子设计和材料设计，深入、系统地研究芳杂环聚合物材料制备中的根本化学和物理问题，研究其多层次结构及控制技术，认识结构与性能之间的本质联系，寻求在加工性能和高性能两方面都适合的材料。合成橡胶方面，如通过研究合成方法、化学改性技术、共混改性技术、动态硫化技术与增容技术、互穿网络技术、链端改性技术等来实现橡胶的高性能化。在合成纤维方面，特种高性能纤维、功能性、差异化、感性化纤维的研究开发仍然是重要的方向。同时生物纤维、纳米纤维、新聚合物纤维德研究和开发也是纤维研究的重要领域。在涂料和黏合剂方面，环境友好及特殊条件下使用的高性能涂料和黏合剂是开展的两个主要方向。

2.功能高分子材料开展迅速，应用领域不断扩大，越来越多的功能高分子材料将从科学创造、发现走向实际应用

在有机/高分子光电信息功能材料领域，光、电、磁等功能高分子材料作为新一代信息技术的重要载体，在21世纪整个信息技术的开展中将占有极其重要的地位。非常值得关注并可能取得突破的重要方向是：