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材料科学--现代科学技术的“擎天柱”

http://www.sina.com.cn 2002/11/17 13:15  《高校招生》

  中国科学院院士 葛昌纯

  人们通常把能源、材料和信息并列为现代科学技术的三大支柱,这三大支柱是现代社会赖以生存和发展的基本条件之一,而材料科学显得尤为重要。

  从古至今,材料一直在扮演着划分时代的主角。可以说,材料是人类社会的里程碑,
整个人类社会的物质文明史也就是一部材料发展的历史。从石器时代、青铜器时代到铁器时代,就是以每个时代出现的代表性材料而命名的。人类利用材料的历史溯来源远流长。人类最早使用的工具——石器,就是一种最早的天然材料。大约在公元前5000年,人类用粘土烧成陶器,同时在烧陶过程中又还原出金属铜和锡,创造了炼铜技术,从而进入了青铜器时代。现在被认为是材料的一个重要发展方向的复合材料,其实早在很久以前就已经出现。人类在6000年前就知道用稻草和泥巴混合垒墙,这是早期人工制备的复合材料。我国越王剑是古老金属基复合材料的代表,它采用金属包层复合材料,不仅光亮锋利,而且韧性和耐腐蚀性优异,在地下埋藏几千年,出土时仍然寒光夺目,锋利无比。

  现代的材料按化学组成和结构可分为金属材料、有机材料和无机非金属材料,也即金属材料、高分子材料和无机材料。一般而言,材料可以分为传统材料和先进材料两大类。先进材料是指那些新近开发或正在开发的、具有优异性能的材料。先进材料对高科技和新技术具有非常关键的作用,没有先进材料就没有发展高科技的物质基础,掌握先进材料是一个国家在科技上处于领先地位的标志之一。

  现代科学技术的发展具有学科之间相互渗透、综合交叉的特点,科学和经济之间的相互作用,推动了当前最活跃的信息科学、生命科学和材料科学的发展,又导致了一系列高新技术和高性能材料的诞生。信息功能材料、高温结构材料、复合材料、生物材料、智能材料和纳米材料取得了较大的发展,它们正成为国民经济发展的重要动力。

  信息功能材料是当代新技术如能源技术、信息技术、激光技术、计算机技术、空间技术、海洋工程技术、生物工程技术的物质基础,是新技术革命的先导;高温结构材料是人类遨游太空,从必然王国飞跃到自由王国的基础;毫米时代人类发明了拖拉机,微米时代人类发明了计算机,以纳米材料为基础的纳米时代,人类将会发明什么?所有这些都在告诉人们21世纪的先进材料给人类带来了新的机遇与挑战。

  21世纪的人类科学技术,将以先进材料技术、先进能源技术、信息技术和生物技术等四大学科为中心,通过其相互交叉和相互影响,为人类创造出完全不同的物质环境。新型的受欢迎的材料,将是与生物和自然具有很好的适应性、相容性和环境友好的材料。

  材料与人类生活息息相关,人类生活的进步、人类社会的发展都是以材料的发展为前提的。因此,性能不断提高、来源愈来愈广泛、能满足人类生活和社会日益增长的需要的新材料,将会以更快的速度、更高的质量和性能来获得发展。我们有理由相信,在人类科技将会取得辉煌进步的21世纪,一系列高性能、有广泛用途的各种新材料,将会层出不穷地出现,渗透到我们生活的每一个角落、每一个领域。明天的生活将更加多姿多彩、灿烂辉煌!

  (有关材料科学类的专业介绍见“链接院士畅想”--关于“材料科学”的对话)

  认识院士

  葛昌纯院士,1934年3月出生于上海市,中国科学院院士,北京科技大学教授。

  葛院士主要研究领域是粉末冶金和先进陶瓷。他负责研制用于生产浓缩铀235孔径为纳米量级的分离膜,创建了我国第一个比较完整的纳米材料实验室,是国家一等发明奖“乙种分离膜制造技术”的第一发明人,为我国的“两弹一星”事业作出了重大贡献。他在氮化硅陶瓷、陶瓷刀片、燃烧合成和功能梯度等方面取得了一系列成果。发表论文160余篇。

  葛院士1988年被人事部评定为“国家有突出贡献的中青年专家”、1990年获得国家教委和国家科委“全国高校先进科技科学者”称号。



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《高校招生》2002年10月号 专题
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