胡意 吳天宇

摘 要：目前，我國正處于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，經(jīng)濟(jì)發(fā)展由高速轉(zhuǎn)為高質(zhì)。許多行業(yè)都面臨著根本性的變革，而材料科學(xué)作為基礎(chǔ)學(xué)科之一，在各行各業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型中都起著基礎(chǔ)性作用。本文主要通過對新型材料和材料學(xué)科的探討，分析其對社會中經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動和人們生活兩方面的影響，表現(xiàn)新型材料在社會發(fā)展中的支柱性作用。

關(guān)鍵詞：材料科學(xué);新型材料;創(chuàng)新;經(jīng)濟(jì)發(fā)展

隨著信息時代的到來，計(jì)算機(jī)成為當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的聚焦點(diǎn)，但當(dāng)我們的目光聚焦于新潮的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的另外兩大支柱其實(shí)常常被我們所忽略，那就是能源與材料，尤其是材料科學(xué)，在我們的生產(chǎn)生活中起著尤為基礎(chǔ)的作用。如果將社會發(fā)展比作燃燒的篝火，計(jì)算機(jī)技術(shù)是在篝火燃燒的基礎(chǔ)上澆了一把油，而材料科學(xué)便是篝火燃燒的基礎(chǔ)——薪材，缺少了材料，我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展將會陷入一片虛無之中。

一、材料科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的浪潮中，受到人文知識、計(jì)算機(jī)技術(shù)、發(fā)展理念等因素的影響，材料科學(xué)的發(fā)展也呈現(xiàn)出其發(fā)展的新趨勢。一是材料研究的復(fù)合化。得益于材料學(xué)科的交叉，材料之間的復(fù)合化成為新型材料的重要來源。材料研究者們根據(jù)不同材料的特性，通過非線性化的復(fù)合效應(yīng)創(chuàng)造出例如自愈合材料這樣的新型材料，并有機(jī)會將其廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。二是計(jì)算機(jī)技術(shù)在材料研究領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。計(jì)算機(jī)算法的不斷進(jìn)步為材料學(xué)科的發(fā)展提供了契機(jī)，以往需要大量人力分析的數(shù)據(jù)可以通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。具體過程可以分解為：理論——計(jì)算機(jī)模擬——實(shí)踐，在此過程中，通過計(jì)算機(jī)對材料性能的分析，結(jié)構(gòu)的建模和反應(yīng)過程的模擬，能夠大大提高材料研究的效率。三是材料學(xué)科與工程正形成一門統(tǒng)一的學(xué)科。自20世紀(jì)70年代，材料科學(xué)與工程的興起，不同于傳統(tǒng)的材料學(xué)科的劃分，它打破了有機(jī)物無機(jī)物、金屬與非金屬等傳統(tǒng)的劃分觀念，將材料學(xué)科統(tǒng)一于性能研究的目的之下。四是對材料的微觀研究的興起。由于研究技術(shù)的限制，傳統(tǒng)的材料研究集中于微米以上的結(jié)構(gòu)研究，進(jìn)入21世紀(jì)后，材料研究中的微觀結(jié)構(gòu)材料比重加大，例如功能梯度材料、半導(dǎo)體元件、多孔硅材料等。由以上材料可以看出，材料科學(xué)的發(fā)展受到各方面的影響，而同時，材料科學(xué)的發(fā)展對生產(chǎn)領(lǐng)域的推動作用更是不可忽視。

二、材料科學(xué)對社會發(fā)展的基礎(chǔ)性作用

材料科學(xué)在人們生活中發(fā)揮著基礎(chǔ)性的作用，由于材料應(yīng)用的廣泛性和多變性，我們往往會忽視材料學(xué)科對人們生活的影響。但其實(shí)，材料之于人類社會，如同混凝土之于高樓大廈，我們從外觀上很難注意到混凝土的存在，但缺少了混凝土，大廈將不復(fù)存在。從宏觀上看，材料科學(xué)在生產(chǎn)活動發(fā)揮著越來越重要的作用。由于能源問題與環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，國家的高新技術(shù)研發(fā)對新材料的需求大大增加。目前地球現(xiàn)存的許多不可再生資源都面臨著百年內(nèi)枯竭的問題，新能源的開發(fā)需要研發(fā)更新更強(qiáng)大的開發(fā)和儲存技術(shù)，這都需要材料科學(xué)為其提供技術(shù)支持。環(huán)境問題的處理同樣也需要材料科學(xué)的參與，面對環(huán)境問題，我們不能通過強(qiáng)壓政策降低人們的生活質(zhì)量或降低生產(chǎn)者的利潤空間來改變環(huán)境問題，因?yàn)檫@并不是長久之計(jì)。例如塑料袋的污染問題，一味地通過政策加壓限制塑料袋的使用或許能在一定程度上降低白色污染問題，但無法從根本上解決其存在所帶來的問題。我們需要通過科研為生產(chǎn)者提供更環(huán)保便捷低價(jià)可循環(huán)利用的材料，從根本上解決環(huán)境污染的動因。

從微觀上看，材料的作用體現(xiàn)于人們生活的方方面面。最為直觀的是與人們健康息息相關(guān)的醫(yī)療方面的各種器械的制作材料，如果沒有材料科學(xué)的支撐，人們完全無法想象現(xiàn)在的納米微創(chuàng)手術(shù)、電子內(nèi)窺鏡、半導(dǎo)體激光燈技術(shù)。除此之外還有各種人體植入材料，包括各種金屬材料、高分子材料制作的人體美容用的假體、口腔正畸器材、內(nèi)置心臟支架等。除此之外，我們?nèi)粘５囊率匙⌒袥]有一樣是能夠?qū)⒉牧峡茖W(xué)排除在外的。

三、以創(chuàng)新推動材料科學(xué)的發(fā)展

如上文所述，材料科學(xué)存在于生產(chǎn)生活的方方面面，承載在人類社會發(fā)展的基礎(chǔ)，因此，材料科學(xué)更需要以創(chuàng)新為利器，推動經(jīng)濟(jì)社會進(jìn)一步發(fā)展。從新材料的研發(fā)過程來看，根據(jù)以往發(fā)經(jīng)驗(yàn)，新材料的生產(chǎn)需要經(jīng)過三個階段;開發(fā)研究、生產(chǎn)材料、大規(guī)模商品化應(yīng)用，這三個階段銜接越緊密，則效益越高，反之，材料的研發(fā)生產(chǎn)與推廣之間倘若產(chǎn)生脫節(jié)問題，材料的研發(fā)就不得不陷入困境。得益于國家對新材料技術(shù)的重視，我國材料的研發(fā)規(guī)模并不小，但材料的推廣應(yīng)用力度較弱，新材料與舊材料、基礎(chǔ)材料與高新材料、軍用與民用材料之間的關(guān)系沒有得到良好處理。因此，在新材料的研發(fā)上，需要建立一定規(guī)模的新材料研究開發(fā)生產(chǎn)推廣一體化的系統(tǒng)，將實(shí)驗(yàn)室與市場相對接，從而提高新材料生產(chǎn)的實(shí)用性與效率化。從新材料的學(xué)術(shù)工作角度來看，需要改變以往的研究方式。其一應(yīng)當(dāng)及時關(guān)注市場所需，適當(dāng)擴(kuò)大選題范圍，從需求的角度而不是供應(yīng)角度出發(fā)研究新材料。通俗地說，研發(fā)新材料之前需要先觀察市場上缺什么，而不是我們有能力研制什么。其二應(yīng)當(dāng)注意處理好新舊材料之間的關(guān)系，舊材料的舊是相對于新材料而言，舊并不等于沒用，注意不要割裂新舊材料之間的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)以辯證角度看待材料的進(jìn)化發(fā)展。

結(jié)束語：

材料科學(xué)作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的三大支柱之一，存在于生產(chǎn)生活的方方面面。我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到材料科學(xué)存在的重要性，并以學(xué)科發(fā)展為己任，以創(chuàng)新為利器，通過材料科學(xué)的發(fā)展推動人類社會的整體進(jìn)步。

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作者簡介：

胡 ?意（1999-），2017級物理學(xué)。

吳天宇（2000-），2017級物理學(xué)。