材料的新发展

材料的新发展

所谓新材料，主要是指最近发展起来或正在发展之中的具有特殊功能和应用的材料。

现代科学技术发展史的实践证明，新材料的某一突破性进展，就会带来某一领域的重大变革；每一项重大的新技术的出现，往往都依赖于新材料的发展。例如：光导纤维材料的出现，带来了信息技术的一场革命，被称为继电子计算机问世以来信息时代的第二次浪潮。目前，光导纤维已大量取代铜质电线（英国、美国、德国等国已不再生产铜轴电缆），由此引起邮电、通讯、广播、电视技术、医疗诊断技术、工业探伤技术等的革命性飞跃。玻璃钢、碳纤维、高性能复合材料的相继出现。对火箭发动机、航空航天器、汽车工业等的发展产生了巨大的推动作用。再如人造地球卫星、载人宇宙飞船和航天飞机不但能安全进入太空轨道运行，还能安全返回地球，这是一种叫做“烧蚀材料”的复合材料的功劳。将这种“烧蚀材料”包覆于这些太空飞行器的外壳作为保护层，当飞行器在太空中高速飞行与大气摩擦产生高温时，能保证这些太空飞行器在再入大气层的短暂时间内不被熔化而安全着陆。

人们最为熟悉的也许要数半导体材料对计算机更新换代的影响。自从1946年世界上第一台真空管电子计算机问世以来，由于锗、硅半导体材料、晶体管和半导体器件的相继研制成功和应用，使得计算机在短短的四年多的时间里更新了五代产品。尤其是1967年大规模集成电路的研制成功导致了微型计算机的出现。现在相当于第一台大型计算机功效的一台微机．体积只有其几十万分之一。重量为几万分之一，但运算速度则快几十倍甚至上百倍。在现代科技史上这类实例不胜枚举。

目前世界上已有几十万种传统材料，而新材料正以每年5%的速度增加。且在当今世界上已有800多万个化合物中，还在以每年25万个的速度递增。其中相当一部分有发展成为新材料的潜力。在众多的新材料中，在当今高技术时代发展起来的、具有传统材料无法比拟的各种全新功能，或具有明显优异性能的新材料特称为高技术新材料。

20世纪80年代，整个世界新材料市场贸易的平均增长率（1985—1990年）中，陶瓷为16．1%，电子材料为12．0%，新型玻璃制品为9．9%，复合材料为8．1%，塑料为7．0%，新型有色金属制品为3．7%，新型钢制品为2．2%。

据美国商业部2000年的报告，美国在四大类（新兴材料、新兴电子和信息系统、新兴制造系统、新兴生命科学应用技术）12项新兴技术（即超导体、先进半导体器件、数字显示技术、高密度数据存贮、高性能计算技术、光电子、柔性计算机制造、人工智能、传感器技术、生物技术、医疗器件、新材料）中，第一大类新兴材料（含超导体）主要指先进的结构和功能陶瓷、陶瓷基和金属基复合材料、先进高分子材料、金属间化合物及低密度合金、生物材料、表面改性材料、金刚石薄膜等，市场营业额约占1550亿美元，占12项新兴技术总营业额（3560亿美元）的40%以上。整个世界新材料的营业额将达到4000亿美元，同样约占40%。因此，新材料已为许多国家列为科技发展战略的重点。下面简要举例谈谈几种后起之秀的材料。