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材料化學的發展歷史還不是很久遠,比較年輕,它與很多新興材料的組成、研發等有關,推動了科學發展和科技創新。除此之外,材料化學也很古老,它包含了多種學科不同的知識,這些學科本身研究歷史悠久,促進了新老材料互相結合,形成了生活中應用廣泛的材料。隨著社會的發展,人們對材料化學的研究逐漸加深,材料化學被越來越多地應用。
材料化學涉及的領域非常廣泛,它與許多學科有關,材料化學在不同領域發揮的作用各不相同,比如;環境、食品、日常生活等,但是都發揮很重要的作用,下面論述材料化學的概念。
材料化學是一門新興的交叉學科,與化學、材料學、化工學等相關,被當作科學技術的重要前提。材料化學主要研究各種材料,也會利用修飾和復合方式通過已有材料開發新型材料,隨后在工業和科學領域發揮作用。材料化學可以在分子、原子、納米水平上研發新型材料,特別是納米材料,廣泛應用到人們的日常生活中。
材料化學在許多地方都有很重要的作用,先是科研方面,新型材料能給實驗提供更好的條件,從而提高實驗的成功概率,通過實驗后,材料被應用到日常生活中。然后是工業方面,全部的工業器械部件有自身的材料屬性,零件的使用年限和安全性能都取決于材料,正確合理的材料可以讓工業生產順利進行。除此之外,許多新興材料在環保方面也有重要的作用,這些材料可以吸收土地的有毒物質,還能除去污水的有害物質,讓人們的居住環境更加安全放心。材料化學的另一個特點是和其他學科聯系密切,進行材料化學的探索時,總能得出許多理論,這些理論在其他學科的研究也有重要作用。同樣地,其他學科得到的新理論對材料化學的研究也有幫助,可以研究出許多的新型材料,讓材料化學被更多地應用到其他領域,方便人們的生活。
材料化學在人們的日常生活中有著廣泛的應用,發揮著很重要的作用,下面分析幾種材料在生活中的應用。
高分子材料主要包括橡膠、纖維和塑料。橡膠的彈性很好,多數情況下被應用到汽車輪胎中,其次是手套還有膠水。纖維被廣泛應用到衣服中,比如毛衣和襯衫中的滌綸屬于纖維材料,還有些纖維加工后被使用在宇航員的衣服中。塑料被廣泛應用到生活用品中,常見的塑料袋便是由聚氯乙烯等高分子材料復合成的,常用的雨衣和雨傘中也有塑料,學校中的黑板也是塑料構成的。除此之外,高分子添加劑被廣泛應用到食品中,因為它能延長食品的保質期,比如果凍就加入了高分子粘稠劑,可以保持果凍的狀態,還可以延長果凍保質時間,可是當前有許多食品安全事件與添加劑有關,所以人們會覺得添加劑對人體有害,從實際情況看,合理數量的添加劑可以增加食物保質期,而且對人體無害。
復合材料的含義是由兩種或兩種以上不一樣屬性的材料組成的材料,因為復合材料可以選擇材料的特性,復合材料的優點多,缺點少,所以常被人們應用。比如木塑復合材料,它是由木質和塑料材料組成的,既有木質的堅固強韌,也有塑料的可塑性,形狀很豐富,被廣泛應用在日常生活中,比如地板、門、書柜,還有書桌,除此之外,許多工藝品因為木塑復合材料的特性也由這種材料構成。金屬復合材料的應用也很多,比如生活中的菜刀便是由不銹鋼復合材料構成,還有些水管是由金屬陶瓷復合材料構成,可以吸收水中的有害物質,學校中的實驗器械許多也是這種材料制成的,堅韌性強,牢固可靠。
納米材料的基本成分納米分子的比表面積很大,活性也很高,所以被應用在超微傳感器中,傳感器的功能要求其構成材料要有速率高、體積小等特性,納米材料正具備這些特性,所以納米材料在傳感器中廣泛應用。除此之外,納米材料在食物中也有著重要的作用,讓食物具有不同于傳統食物的特性,通過納米技術重新排列食物的結構組成,讓食物擁有更多的特性,比如延長食物的保質期,促進人體對元素的吸收。目前有維生素制劑、納米茶等由納米材料構成的食物。納米材料也被應用到環境方面,因為納米材料是特殊的催化劑,可以助燃,煤炭不完全燃燒會產生危害人體的氣體,所以把納米材料制成的催化劑添加在煤炭中,可以有效提高燃燒效率,而且納米材料吸附能力強,可以吸收廢水中的有害物質,還有土壤中的有害金屬,保護人們的生活環境。
人們現在的生活離不開手機,與手機相關的耳機也不可缺少,耳機的制成離不開金屬材料,因為金屬材料可以導電,可以通過導線傳遞聲音,人們就可以聽到,多數情況下,耳機的導線是銅材料,而更加高級的耳機,是利用銀材料制成耳機的導線。新型金屬材料記憶合金被應用到醫學領域的情況很多,比如人們在醫院矯正牙齒時,所用到的矯正棒、矯正畸絲都由記憶合金制成,除此之外,血栓濾器也應用了記憶合金,醫生把拉直的濾器放置到人體靜脈中,過段時間,濾器會由拉直狀態變成網狀,然后阻斷人體中的大多數血塊,避免血塊進入心肺,這種新型金屬材料記憶性很強,所以在許多醫療器材中發揮重要的作用。
隨著時代進步和科技的發展,人們加深了材料化學的研究,新型材料進入到人們的視野中,給人們的日常生活帶來了許多便捷。材料化學的應用領域十分廣泛,高分子材料和復合材料應用于飲食和日常生活,納米材料應用于傳感器、催化劑以及去除有害物質,金屬材料應用于耳機以及醫療器材中,材料化學未來的發展前景會是很好的,在生活中發揮越來越多的作用。