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仿生材料学基础

世界万物，凡于我有用者，皆谓之材料。材料是具有一定性能，可以用来制作器件、构件、工具、装置等物品的物质。材料存在于我们的周围，与我们的生活、我们的生命息息相关。材料是人类文明、社会进步、科技发展的物质基础。21.1什么是材料？WhatistheMaterials?

材料科学就是研究各种材料的成分、工艺、组织和性能之间相互关系的科学。材料科学是一门以固体材料为研究对象，以固体物理、热力学、动力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的边缘交叉基础应用学科，它运用电子显微镜、X-射线衍射、热谱、电子离子探针等各种精密仪器和技术，探讨材料的组成、结构、制备工艺和加工使用过程与其机械、物理、化学性能之间的规律的一门基础应用学科，是研究材料共性的一门学科。1.2什么是材料科学3

材料科学基础是进行材料科学研究的基础理论，它将各种材料（包括金属、陶瓷、高分子材料）的微观结构和宏观结构规律建立在共同的理论基础上，用于指导材料的研究、生产、应用和发展。它涵盖了材料科学和材料工程的基础理论。1.3材料科学基础4

材料包含有四个要素：材料的制备(加工)、材料的结构、材料的性能和材料的用途。四个要素是相互关联、相互制约的，如下图所示：使用性能(物理)结构/成分(物理)合成/加工(工程)性质(化学)1.3材料科学基础5

材料是人类文明、社会进步、科学技术发展的物质基础和技术先导。在历史上，人们将石器、青铜器、铁器等当时的主导材料作为时代的标志，称其为石器时代、青铜器时代和铁器时代。在近代，材料的种类及其繁多，各种新材料不断涌现，很难用一种材料来代表当今时代的特征。61.3材料是人类社会进步的标志

材料是当代文明的三大支柱之一材料、能源、信息是当代社会文明和国民经济的三大支柱，是人类社会进步和科学技术发展的物质基础和技术先导材料是全球新技术革命的四大标志之一（新材料技术、新能源技术、信息技术、生物技术）1.4材料是当代文明的根基7

新材料既是当代高新技术的重要组成部分，又是发展高新技术的重要支柱和突破口。当今世界各国在高技术领域的竞争，在很大程度上是新材料水平的较量。1.5新材料在高新技术中的作用8