劉瑞廷 湖南省寧鄉(xiāng)縣第一高級(jí)中學(xué)

材料化學(xué)工程的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)分析

劉瑞廷 湖南省寧鄉(xiāng)縣第一高級(jí)中學(xué)

隨著技術(shù)的進(jìn)步，化學(xué)工程技術(shù)得到了新的發(fā)展契機(jī)，吸引了更多的技術(shù)人員投身于化學(xué)工程項(xiàng)目的研究中?；诖耍疚膶⒁圆牧匣瘜W(xué)工程為例，分析材料化學(xué)工程的實(shí)際應(yīng)用，重點(diǎn)探究材料化學(xué)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)材料化學(xué)工程的應(yīng)用提出自己的展望。

材料化學(xué)工程 納米材料 新型薄膜材料

化學(xué)是高中時(shí)期重要的學(xué)科之一，并且與日常生活息息相關(guān)，更是一個(gè)國(guó)家實(shí)力的重要標(biāo)志。全面、深入的掌握化學(xué)材料技術(shù)，能夠促進(jìn)我國(guó)化學(xué)材料技術(shù)的發(fā)展，為相關(guān)行業(yè)的進(jìn)步提供基礎(chǔ)保障，還能夠提高資源的有效利用率，降低污染物的排放量，貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展政策。

1 材料化學(xué)工程的應(yīng)用

1.1 納米材料的應(yīng)用

納米，是非常微小的計(jì)量單位，幾乎無(wú)法使用其他材料替代，在相關(guān)工程及行業(yè)中，納米材料都發(fā)揮著重要的作用。納米材料可以應(yīng)用在光電、光熱等高效率的轉(zhuǎn)換中，具體來(lái)說(shuō)，納米材料可以用于隱身技術(shù)、紅外感元件等領(lǐng)域。事實(shí)上，社會(huì)生產(chǎn)的很多行業(yè)、領(lǐng)域均會(huì)應(yīng)該到納米技術(shù)。例如：納米級(jí)別的氧化鋅聚丙烯類的纖維具有一定的抗菌性，該纖維就是運(yùn)用納米材料制造而成的，并且已經(jīng)得到社會(huì)大眾的普遍認(rèn)同。

1.2 先進(jìn)陶瓷的應(yīng)用

先進(jìn)陶瓷按照其使用性能可以將其分為功能陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷兩類，下面分別闡述這兩類陶瓷的實(shí)際應(yīng)用：

功能陶瓷。功能陶瓷經(jīng)常用于計(jì)算機(jī)、信息領(lǐng)域，其中的壓電陶瓷廣泛應(yīng)用于軍事工業(yè)中。壓電陶瓷的晶體中，不含有對(duì)稱中心，當(dāng)其受到外界壓力時(shí)，該陶瓷能夠根據(jù)實(shí)際需求產(chǎn)生極化，具有強(qiáng)大的應(yīng)用性能。如果對(duì)壓電陶瓷的特定方向施加電場(chǎng)，它的形狀便會(huì)發(fā)生位移或者改變，因此已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了原子彈起爆器制造中。

結(jié)構(gòu)陶瓷。結(jié)構(gòu)陶瓷具有良好的化學(xué)、熱、機(jī)械效能，具有耐高溫、耐高壓、抗腐蝕、高強(qiáng)度、高硬度的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械領(lǐng)域、航天領(lǐng)域以及軍事領(lǐng)域，使用氧化鎂、氧化鋁制造的“防彈玻璃”在能夠承受1800攝氏度的高溫。

1.3 薄膜材料的應(yīng)用

依據(jù)新型薄膜的使用類型，可以將其分為納米負(fù)荷薄膜材料、金剛石薄膜材料與磁性薄膜材料等。目前，半導(dǎo)體超晶格材料的類型在不斷增多，由原本的鎵化鋁、砷化鎵，逐漸發(fā)展到目前的銦鋁砷、銦鎵砷、銦砷等，被學(xué)者喻為“新一代硅材料”。就超晶格膜而言，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在實(shí)空間電子轉(zhuǎn)移、激光器、高電子遷移晶體管中，同時(shí)空間技術(shù)、雷達(dá)等領(lǐng)域也逐漸引進(jìn)超晶格膜材料。新型薄膜材料與硅材料的生產(chǎn)工藝相結(jié)合，能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)的各個(gè)方面。

2 材料化學(xué)工程的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 材料化學(xué)工程整體發(fā)展趨勢(shì)

目前，我國(guó)材料化學(xué)工程以南京工業(yè)大學(xué)為基礎(chǔ)建立國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，不僅培養(yǎng)了更加專業(yè)的技術(shù)人才，還極大的促進(jìn)了材料化學(xué)工程的發(fā)展，其主要目標(biāo)就是提高材料化學(xué)工程的研究水平，促進(jìn)我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。通過(guò)對(duì)材料化學(xué)工程的研究，能夠有效的解決我國(guó)當(dāng)前環(huán)境污染、資源緊張等問(wèn)題，這也是可持續(xù)發(fā)展理念的客觀要求。

2.2 材料化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

二十一世紀(jì)是一個(gè)依靠信息技術(shù)發(fā)展的時(shí)代，計(jì)算機(jī)是各個(gè)行業(yè)必不可少的工具之一。將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在材料化學(xué)工程中，有效的解決了以往無(wú)法破解的技術(shù)難題，并且極大的提高了化學(xué)研究的精確性及效率。隨著社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)不斷的提高、完善，因此材料化學(xué)工程需要與時(shí)俱進(jìn)，緊跟時(shí)代腳步應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)材料化學(xué)工程的發(fā)展。在傳統(tǒng)的材料化學(xué)工程研究中，各個(gè)環(huán)節(jié)無(wú)法得到良好的匹配，在一定程度上已經(jīng)限制了我國(guó)化學(xué)工程的發(fā)展。因此，在未來(lái)的發(fā)展中，材料化學(xué)工程可以依據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)建立系統(tǒng)的、完整的研究環(huán)節(jié)，將復(fù)雜、獨(dú)立的研究項(xiàng)目變得更加簡(jiǎn)單、整體，以此提高材料化學(xué)工程的系統(tǒng)性。

2.3 與綠色技術(shù)的融合趨勢(shì)

隨著當(dāng)前環(huán)境的惡化，自然資源的儲(chǔ)藏量趨于緊張，因此在未來(lái)的科學(xué)發(fā)展中，需要將將綠色化學(xué)技術(shù)融入材料化學(xué)工程之中。環(huán)境保護(hù)無(wú)論是在哪一門學(xué)科中，都是重點(diǎn)內(nèi)容，需要重視對(duì)綠色技術(shù)的研究與發(fā)展。綠色化學(xué)又稱為環(huán)境友好化學(xué)，這門學(xué)科將降低污染、保護(hù)環(huán)境作為材料化學(xué)工程發(fā)展的重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)化學(xué)技術(shù)的研究減少日常生產(chǎn)、生活對(duì)環(huán)境的破壞，進(jìn)而避免環(huán)境污染對(duì)人體健康的損害。在研究材料化學(xué)的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循綠色化學(xué)的發(fā)展原則與要求，減少使用催化劑、有害原料等物質(zhì)，進(jìn)而減少化學(xué)工程對(duì)環(huán)境的污染，落實(shí)可持續(xù)發(fā)發(fā)展政策。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，材料化學(xué)工程與生產(chǎn)、生活有著密切的聯(lián)系，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中，并為環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源做出貢獻(xiàn)。以此為基礎(chǔ)，相關(guān)研究人員需要深入了解當(dāng)前材料化學(xué)的實(shí)際應(yīng)用，分析各個(gè)行業(yè)對(duì)材料化學(xué)的需求，全面掌握材料化學(xué)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)而提高我國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展水平。

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