新材料展望

第七节　新材料展望

随着科学技术发展，人们在传统材料的基础上，根据现代科技的研究成果，开发出新材料。新材料按组分，有金属材料、无机非金属材料（如陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分，有结构材料和功能材料。结构材料主要是利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要求；功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光、热等效应，以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐形材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。新材料在国防建设上作用重大。例如，超纯硅、砷化镓研制成功，导致大规模和超大规模集成电路的诞生，使计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上；航空发动机材料的工作温度每提高100摄氏度，推力可增大24％；隐形材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射，使敌方探测系统难以发现等。

21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。

随着科学技术的进步，产业用纺织品新材料不断地呈现发展趋势，用途也不断向多种领域扩展。一些具有特殊功能的纤维如芳纶、聚苯硫醚、碳纤维等，虽然价格较贵，但在环境保护、节能减排、阻燃耐高温等领域仍被市场看好。

1.阻燃：助建筑材料一臂之力

建筑与纺织的联姻是最近几年才开始的。将纤维放入混凝土中，能起到增强建筑强力、抗老化的效果，已经取得了成效，在奥运场馆的建设中，这样的实例不少。但是，作为建筑行业使用的防火、阻燃材料纺织品，还没有引起足够的重视。2009年2月9日央视配楼的火灾，人们仍然记忆犹新。这场大火，给国家和人民群众的生命财产安全带来了严重危害。调查失火原因系大楼外墙易燃材料——挤塑板遇燃放的烟花引燃起火。挤塑板虽然环保，但是具有易燃性，过火极快。使用这种易燃材料，一旦遇到火星，造成的损失就不可避免。在建筑工程领域，为了减少由此造成的损失，世界各国对阻燃材料的研究格外重视。一些高性能及高阻燃性的聚合物，包括聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯和改性聚苯醚等浮出水面。

涂了阻燃剂的纸张

目前我国生产和使用最多的是阻燃剂整理织物。随着人民生活与环境条件的不断改善，人们对阻燃纺织品性能要求越来越高。近年来，我国在研制阻燃材料方面投入了大量人力物力，其中产业用纺织品中的阻燃、耐高温材料受到格外关注，并成为阻燃纤维发展的方向和趋势。2009年，一项重大科研成果——芳纶1313与耐高温绝缘纸制备关键技术及产业化通过了中国纺织工业协会组织的专家鉴定，此项成果还获得中国纺织工业协会科学技术一等奖。芳纶产品不仅具有可观的经济价值，而且还具有重要的战略意义，它是目前世界上耐高温纤维中发展最快的品种之一。

2.低碳：促产业提速快速发展

环保低碳是当今世界主流，减少碳排放是国家的长期目标。由于聚苯硫醚纤维具有耐磨损、高熔点（200摄氏度不熔化）和稳定性的特征，成为工业除尘首选材料，在我国煤炭、电力、水泥行业被广泛使用，充当减排的“尖兵”。有资料显示，目前，我国燃煤电力、燃煤锅炉袋式除尘设备占到除尘设备总量不到10％。随着国家环保力度加大，对袋式除尘技术优势的认识也逐步提高，聚苯硫醚纤维的年需求量将以每年30％以上的速度增长，市场前景十分广阔。另外，聚苯硫醚纤维在城市垃圾焚烧、汽车尾气除尘、保温材料、绝缘材料、化工过滤材料等其他方面的应用也十分广阔，需求量逐年加大。

实践馆：

1.科学家们为什么要研究超导材料？查阅相关资料，了解一下，在日常生活中的哪些方面用到了超导材料或超导技术？

2.查找关于新材料的内容，了解一下，除了文中介绍的6种主要新材料外，目前还有哪些新型材料与技术？