“嫦娥二號”搭載著(zhù)中華兒女的探月夢(mèng)想發(fā)射升空,讓我們飛得更高;“蛟龍號”載人潛水器入海3 759米,讓我們潛得更深;“天河一號”超級計算機問(wèn)鼎全球第一,讓我們算得更快……當我們把千百年來(lái)夢(mèng)寐以求的上天下海的神話(huà)變成現實(shí)時(shí),當我們感受著(zhù)科技力量的震撼,見(jiàn)證著(zhù)日新月異的發(fā)展時(shí),你可曾想到是材料在悄悄地改變著(zhù)我們的生活,是材料在默默地創(chuàng )造著(zhù)奇跡?
自從人類(lèi)學(xué)會(huì )使用石器作為工具的那一天開(kāi)始,材料對人類(lèi)生活的影響,無(wú)所不在。千百年來(lái),人類(lèi)衣、食、住、行變化,無(wú)不有材料神奇的影響,我們生活在浩瀚的材料世界里,材料與人類(lèi)生活密切關(guān)聯(lián),不可分割。
穿越時(shí)空,回眸歷史,我們清晰地看到材料與人類(lèi)相伴相行的歷史印跡。人類(lèi)社會(huì )的歷史就是一部利用和制造材料的歷史,人類(lèi)的發(fā)明創(chuàng )造豐富了材料世界,而材料的不斷更新與發(fā)展則推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì )的進(jìn)步。從鉆木取火到冶金術(shù),從蒸汽機到電動(dòng)機,從電子管到硅器時(shí)代,科學(xué)技術(shù)的每一次跨越,都是材料發(fā)展的重大突破,材料以里程碑式的成就記載著(zhù)人類(lèi)的文明歷史。
而今,材料科技一日千里、突飛猛進(jìn),材料以前所未有的速度改變著(zhù)我們的生活,古老的材料迸發(fā)出更為絢爛的勃勃生機,人類(lèi)進(jìn)入了新材料時(shí)代。
廣州一向為嶺南大都會(huì ),在兩千多年的城市發(fā)展史上,鐫刻著(zhù)廣州先民們改造自然、創(chuàng )建家園的艱辛與豪邁,記錄著(zhù)材料推陳出新的歷史演進(jìn),材料對社會(huì )生活的影響同樣清晰可見(jiàn)。從早期先民使用最原始的石器起,到今天現代化大都會(huì )的摩天大廈的建設,從舊材料到新材料的演進(jìn),同樣承載著(zhù)廣州文化永續傳承與發(fā)展的光華。廣州塔、琶洲國際會(huì )展中心、新白云機場(chǎng)、有國際水準的地鐵、高速鐵路、亞運會(huì )場(chǎng)館的建設,都有新材料特別的貢獻。
《巧奪天工造奇材——新材料技術(shù)與應用》一書(shū)的作者們是長(cháng)期從事材料研究的專(zhuān)家,他們愿意放下手中非常重要的研究項目,參與這本以新材料為主題的科普讀物的撰寫(xiě),用深入淺出的語(yǔ)言,形式活潑的藝術(shù)表現手法,將新材料“王國”的有關(guān)知識展示給讀者,向公眾描繪了一幅縱貫古今的新材料全景畫(huà),帶你領(lǐng)略精彩紛呈的材料風(fēng)采,探秘奧妙神奇的材料世界。
新材料的影響無(wú)處不在,人類(lèi)日常生活中的衣食住行,沒(méi)有一個(gè)方面不會(huì )有新材料的影子;也許大家沒(méi)有意識到,我們每一個(gè)人每一天都在與新材料打交道。翻開(kāi)這本凝聚了眾多材料學(xué)者和科普專(zhuān)家心血的科普小冊子吧,您將發(fā)現材料世界原來(lái)與我們是那么親近,那么的奇妙有趣。
一 材料世界演繹的“三國演義”
1 材料發(fā)明史上的智慧之光?。?
燒制陶器開(kāi)啟了人類(lèi)發(fā)明新材料的智慧之門(mén)?。?
越王劍上的玻璃?。?
腓尼基人發(fā)明玻璃的故事?。?
19世紀前,人類(lèi)歷史以新材料紀元?。?
2 決定“材料三國”的材料元素?。?0
中國古代“五行”的來(lái)歷?。?1
門(mén)捷列夫發(fā)明元素周期表?。?3
3 新材料家族的全家?!。?6
神通廣大的金屬材料?。?6
古老又青春的無(wú)機非金屬材料?。?2
迅猛崛起的高分子材料 ?。?6
二 高分子材料異軍突起
1 自然界中的高分子材料?。?3
松脂怎樣變成了琥珀?。?3
用途廣泛的天然橡膠?。?4
植物纖維與木塑復合材料?。?6
2 劃時(shí)代的高分子材料?。?7
最早發(fā)明的塑料賽璐珞?。?7
人工合成的塑料酚醛樹(shù)脂?。?8
五光十色的塑料?。?8
形形色色的合成橡膠 ?。?1
纖維狀高分子材料——化學(xué)纖維?。?4
3 高分子材料與高新技術(shù)?。?7
“比鐵還硬比鋼還強”——塑料的改性與高性能化?。?7
節能、環(huán)保、安全、耐用的“綠色”輪胎?。?7
隱身飛機與吸波材料?。?8
可折疊的柔性顯示屏——高分子光電材料?。?8
高性能膜材料?。?9
4 高分子基復合材料?。?9
玻璃鋼真是鋼做的嗎?。?0
神奇的碳纖維增強復合材料?。?1
性能多樣的功能性復合材料?。?1
5 又是液體又是晶體的液晶?。?2
光電效應與三個(gè)諾貝爾獎?。?4
自然界中的液晶材料?。?6
液晶的顯示功能?。?7
液晶指示溫度 ?。?9
液晶遇有毒氣體可報警?。?9
三 古老的碳家族再展新風(fēng)采
1 碳、石墨和鉆石原是親兄弟?。?3
最軟的礦物石墨是可導電的非金屬?。?4
人造鉆石是這樣形成的?。?5
2 從“太空分子”到碳60的發(fā)現?。?6
在太空波譜圖中發(fā)現的“太空分子”?。?6
實(shí)驗室中的類(lèi)“太空分子”?。?7
加拿大世博會(huì )屋頂的碳60結構?。?8
富勒烯的廣泛用途?。?9
石墨原子層可能是下一代計算機芯片?。?1
四 金屬的前世今生
1 千古輝煌?。?4
中原古墓中的隕鐵兵器?。?4
殷商時(shí)期的青銅寶鼎?。?5
青銅打擊樂(lè )與西周編鐘?。?8
2 近代功勛?。?9
工業(yè)革命的推手?。?9
不銹鋼的發(fā)明 ?。?1
“磁制冷”空調機的奧秘?。?2
鍺半導體是推動(dòng)計算機升級換代的功臣?。?3
巨磁電阻材料引起的反響?。?5
3 電阻為零的超導材料?。?6
超導現象的發(fā)現?。?6
高溫超導材料?。?9
4 稀土元素貴比黃金?。?00
稀土并不是土 ?。?00
稀土已成為人類(lèi)的“希望之土”?。?02
為L(cháng)ED和彩電增光添色?。?04
為高科技武器穿上防護甲胄?。?05
5 劇毒高危重金屬及核材料?。?07
鉈中毒的故事?。?07
重金屬污染成為重要的環(huán)境問(wèn)題?。?08
人們?yōu)槭裁凑労松儭。?09
五 “硅石家族”的復興
1 硅光導體的應用帶來(lái)“硅器時(shí)代”?。?13
硅半導體提升兩代計算機?。?13
半導體世界硅芯片獨占鰲頭?。?15
2 新型陶瓷成為新材料家族的重要成員?。?16
千姿百態(tài)的新型陶瓷?。?16
比鉆石更硬的工程陶瓷 ?。?18
陶瓷也能感覺(jué)光線(xiàn)、壓力和冷熱?。?20
陶瓷發(fā)動(dòng)機不需要用水冷卻?。?22
六 方興未艾的納米材料、生態(tài)環(huán)境材料和生物醫學(xué)材料
1 深藏在量子介觀(guān)王國里的神秘材料?。?26
自然界里的天然納米材料?。?26
納米材料特殊的電學(xué)性能?。?29
為磁盤(pán)帶來(lái)新生的巨磁電阻材料?。?30
納米家族“四兄弟”醞釀萬(wàn)千未來(lái)?。?30
2 臭氧層空洞逼出生態(tài)環(huán)境材料?。?31
臭氧洞使智利南端動(dòng)物變盲?。?31
能自動(dòng)消解的生物降解材料?。?34
生態(tài)混凝土的誕生?。?35
3 并不神秘的生物醫學(xué)材料?。?37
生物醫學(xué)材料的分類(lèi)?。?38
人工關(guān)節?。?41
心血管支架?。?43
可注射骨水泥?。?44
藥物靶向載體?。?44