材料化學工程的實踐及未來發展分析

李陽 吳軍 張順順

青島譜尼測試有限公司 山東青島 266000

當前化學工程在發展中與其他學科發生融合，與材料學科的交叉誕生了材料化學工程。化學材料技術采用化學方法研究新的合成材料，以材料化學工學為基礎的新材料具有潛在優勢，廣泛應用于先進領域，重要的是表示值[1]。為了更好地實施可持續發展戰略，國家科技研究部門積極開發新材料，希望能夠建立起完整的材料設計和過程優化的理論與方法，將主要的研究內容設定為新材料的膜過程、吸附過程等。在將新型的化學材料與化學工程進行融合中，可以通過改變產品的結構減少對生態的破壞，降低污染材料的使用。

1 材料化學工程的概述

作為近幾年出現的跨學科，材料化學是材料科學和化學的一個重要領域，以及現代高科技發展的主要方向。化學合成化學材料生產新材料，研究化學反應后物質性質的變化，確定材料性能與化學反應之間的關系。物質的變化，形成化學生產理論和工程技術的基礎上的新材料。化學工程可以解決材料合成中的關鍵問題，改善材料的結構性能，通過控制工藝條件，達到質量標準以定量生產為基礎，為工業生產材料奠定基礎。

2 當前材料化學工程的實踐領域

2.1 納米材料

納米材料具有特殊的熱性、電磁波和光學性，不僅可以用于光電領域，還可以用作有效的光熱轉換材料，目前電池、塑料、納米技術涂料的生產已經取得了多方面的突破，這是采用具有重要意義，納米材料可用于醫療和生物領域，在醫學領域納米技術制成的藥可搭載腫瘤藥物分子，這些分子可以識別腫瘤等特殊細胞，作為載體的分子直接對目標細胞進行識別。生物領域的納米材料促進了生物科學和技術的發展，如納米技術生產的人造皮革，直接關系到人體，體現空氣溫和、滲透的特點，體現當今人類發展的動態特征在新能源研究領域，新能源汽車快速發展，以納米材料生產鋰電池是目前新能源研究的熱點，納米技術生產的兩極材料，可以提高鋰離子交換的效率，提高電池使用效率。

2.2 陶瓷材料

結構陶瓷具有獨特的化學和機械性能，熱力學性能，如高硬度、耐高溫性等；低蠕變、耐腐蝕性和其他優勢，可用于生產關鍵構件。這些產品可以在嚴格的條件下工作，是許多新領域的關鍵材料。例如，在應用空間技術時，宇宙飛船和宇宙飛船的材料應能保證高溫、強度和密度。結構陶瓷可滿足這些嚴格的要求。空間技術的未來發展將在很大程度上取決于新納米技術的陶瓷。當前陶瓷基復合材料已成功應用于火箭發動機噴管與天線罩的制作。在通信領域，原有的氧化鋁基板變為具有高熱導性的陶瓷基板[2]。

2.3 薄膜材料

目前，薄膜技術正在迅速發展，材料正在朝著薄膜方向發展。薄膜材料包括若干可在許多領域應用的物種。目前，成熟的產品包括超導薄膜、導體薄膜、導電膜等。薄膜材料在熱、光、電和磁方面具有獨特的優勢，反映出特殊的特性。薄膜材料可用于自動化控制、新電池、集成電路等領域。例如，光電薄膜可用于太陽能電池和觸摸屏的生產。類半導體材料透明導電材料實現光學與電性質的相互作用，電阻率低；在可見光波范圍內，可以是透明的，反射出紅外光。薄膜材料是穩定的，反映良好的摩擦強度，可保持高粘附性，因此，氧化物薄膜的透明導電膜被廣泛使用[3]。

3 材料化學工程的未來發展分析

在材料的化學性質下提高效率是在材料的化學范圍內要完成的主要任務。技術突破從生產轉移到材料化學的價值，近幾年我國許多研究機構在材料化學領域獲得了重大突破，未來調節反應條件和技術參數，以化學工學理論控制材料的合成這是材料化學發展的方向。在這方面中國已經取得突破，如北京化工大學，運用了超重力技術，對合成材料進行物理干預，以確保實驗室規模經濟的工業生產。超重力場能保證材料傳輸效率，材料強度可改變，產品尺寸可同步。

材料化學工程是材料科學、化學技術、化學合成等跨學科的相互作用，可為材料創新提供理論和技術支持，材料在工業生產中的化學作用日益明顯。目前，該國的許多大學正在加強物質技術和化學專業，重點是與其他學科的整合。在發展科學、開發新材料和進一步優化化學過程中，研究方向是，主要問題是要解決，材料的特性適用于實際的工業生產，通過技術突破解決微觀結構和材料的性質。化學工程材料目前在軍事、節能、環保、技術開發等領域最重要的應用，為了提高國家的總體競爭力。未來的發展必須把水資源的使用、環境保護、能源效率和工業發展的瓶頸結合起來。在材料的化學開發過程中，如果利用超重力場技術合成納米材料，納米材料的生產率就會提高，他們的身體控制會更有效。在工業化之后，以這種技術為基礎的納米材料生產將有助于促進工業發展[4]。盡管近年來在化學材料發展方面取得了重大進展，但仍存在許多技術問題，此外，必須進一步優化材料的精煉和加工過程，為了控制生產過程中的污染，并消除因生產原料而造成的環境損害。因此，實現有效的能量轉換，以確保能量積累的效果，為了確保新材料的生產不受污染和再循環，這是材料化學未來發展的主要方向。

4 結語

材料化學工程由于技術的發展和滲透，與許多行業發展和其他學科一體化，目前重要的是許多與化學材料相關的行業，今后材料化學更加注重環保材料的開發，更注重公共安全，更注重材料化學研究有新的方向。