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发布时间:2024-08-27 10:03:00浏览次数:

  bat365正版唯一官网未来材料展望docx畅想未来材料 “能源、材料、信息——是人类社会发展的三大支柱”,相信每一位学材料相关专业的人都听过这句话,从这里,也可以看得出材料领域的重要性。而人类文明的发展进程,可以单 独以材料来命名,比如:旧石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代等,足以说明材料在人类社会发展过程中的决定性作用。如果要以一种材料来命名当今的社会,“硅”可以作为候选提名的材料之一,因为世界不再以一种材料主导,而是由多种不同的材料组合而成。材料学科也成了学术界的新贵,物理、化学、生物、环境等学科领域也在跨领域研究新型材 料,因此,在材料领域内新的研究成果呈指数式增长。尽管如此,材料学科还是一块待探索 的地,有太多的奥秘等待着有志之士去发现。因此,我们还有很多想象空间,去畅想未 来的材料世界会是怎么样的。也许有的想象只是一个人的一厢情愿,但也可能是去打开新世 界之门的金钥匙。 畅想之新型电池 通讯技术的发展,给移动互联网带来了契机并成为了当今互联网的主力军,智能手机、笔记本电脑、平板电脑、数码相机等产品已经成为了我们日常工作、学习、生活必不可少的 的一部分。其中,智能手机的使用频率最高,使用时间也最长。这对手机电池的续航时间有 了新的要求,不然就会出现到到了下午手机已经没电、重要的电话和信息接收不到的情况。除此之外,我们还希望自己的手机屏幕大、质量轻。手机屏幕越大,耗电量就越多,而为了保证使用时间,用更大的电池,导致手机越做越笨重。为什么会这样呢?这就应该从电池说 起。现在我们所使用的移动设备,小到智能手表大到特斯拉电动汽车,都使用锂离子电池作 为电源。锂离子电子,在 1991 年由索尼公司商业化生产并逐渐成为了电池界的主力军。锂离子电池是个优秀的产品,它工作电压高、能量密度高、对环境友好、无记忆效应。但到了现在,人们对移动设备电池的要求越来越高了,而目前所使用锂离子电池却没法达到需求。可以毫不夸张的说,如果有哪家公司在电池方面取得性突破,整个移动设备就会是他们 的。这里对电池的畅想,最为主要的就是如何提高电池的能量密度并能够重复的使用。目前, 能量密度比锂离子电池高的不是没有,但都只停留在实验室阶段,还没有进入商业化应用。连续使用自己的智能手机 10 个小时,然后发现还有 60%的电量,这是目前的锂离子电池无法做到的。因此,我们需要这样一个电池:它的体积小,质量轻,能量密度高足以保证长时间的工作,可以重复使用,寿命长。如果能够实现,那些只能在设计师画笔下呈现的超薄超 轻智能手机很快就会出现,再也不需要每到一处旧忙着去找插座充电了。想使用如艺术品般 精美的手机吗?等新型电池出现后,这会实现的,我们可以乐观的认为,新型电池将会在不 远的将来得以实现,进入我们的日常生活。 畅想之新型农用塑料薄膜 把塑料薄膜单独的放在一边讨论,纯粹是出于我个人的经历。我生长在干旱的农村地区, 因缺水的缘由,在农业生产中大规模使用塑料薄膜。而传统的塑料薄膜,降解很难,常年的积累,已经在那里形成了白色污染。目睹了这个过程之后,我对新型塑料薄膜产生了浓厚了 兴趣。新型塑料薄膜的关键在于两点,第一点是能够在短时间内降解,第二点是降解之后的 生产物不能对土壤产生污染。塑料薄膜是有机高聚物,在自然状态下,降解需要很长的时间, 而且通过积累,形成固体垃圾污染物bat365正版唯一官网。新型塑料薄膜,需要使降解后的产物能够有效的利用 起来。用含氮含磷的高聚物做薄膜,降解之后的产物可以作为氮肥磷肥使用。但由于农业生 产过程中使用的塑料薄膜的量多,因此,降解后能够被农作物吸收的氮、磷含量不能太多, 否则,会造成土壤结板,在消除白色污染之后产生二次污染,这是不应该出现的。至此,新型农用塑料薄膜的轮廓渐渐的出现在了我们面前:它降解时间段(一年左右为宜,凭个人经验得出),降解后的产物中含有少量能被农作物吸收的化学元素。之前在报道中听到过这种薄膜已问世,但还没有普及。可以肯定的是,这中新型农用塑料薄膜对干旱地区的意义重大, 不仅能为经济的发展做出贡献,还能在保护农村生态环境方面起到非常积极的作用。相信离 这种薄膜普及的日子不远了。 畅想之智能建筑材料 之所以畅想智能建筑材料,一方面是因为日益加剧的环境污染问题,另一方面是因为可 能面临的能源危机。人类社会的发展是以环境为代价的,如果想要生活在没有污染的环境中, 只能过原始人的生活,而要想享受现代社会进步带来的成果,则必须接受环境受到污染这个 现实。既然环境污染是没法避免的,我们应该想办法把污染的不良影响降低到最低程度,智 能建筑材料能在这种大背景下起到自己的作用。智能建筑材料能对外部的刺激做出反应,如 温度、压力变化、辐射等等,因此也被称为应激材料。这意味着它们可以通过改变自身的形 式、颜色等对周围环境的变化做出响应。可以这样说:用智能材料建造的建筑能够和作为使 用者的我们互动。传统的材料是静态的,而智能材料是动态的,它们会应对外部的影响。根 据经验,可以把智能建筑材料分为两大类,第一类是特性改变材料,第二种是能量转变材料。 特性改变材料是指能够通过改变自身性状以响应外界变化的材料。比如在阳光下根据光强的 不同而自身折射率发生改变的玻璃就属于第一类智能材料。还有一种相变材料,可以根据温 度和压力的不同而变为固体和液体且此过程可逆,利用这一性质,可以达到调节室温 的目的,这种材料也属于第一类智能材料。能量转变材料是指将一种能量从一种形式改变为另一 种形式的的智能材料。第二类智能材料,能把光能、风能和人类活动产生的动能收集起来, 以满足用电等耗能需求。上面所说的智能材料,主要从能源的角度去看。那怎么应对日益严 重的霾雾等污染呢?这时,我们需要把目光投向纳米材料。纳米技术是如今最热门的研究领 域之一,所取得的成果也能够用于建筑材料之中。用纳米材料在建筑用玻璃上涂一层防止紫 外线的功能膜,可以有效的避免强紫外线带来的危害,这可以归类为“纳米功能表面”。还 有光触媒材料,这是新兴起的纳米材料,可为办公场所精华空气。如果用在城市中建筑的外 墙上,能够雾霾污染降低到最低程度。除此之外,还有非常热门的纳米材料——碳

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