材料化學(xué)工程的應(yīng)用及發(fā)展趨勢研究

魏雙峰　郭靜

摘 要：在我國社會經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展中，材料化學(xué)工程承擔(dān)著日益重要的作用，其在能源發(fā)展以及國防實(shí)力構(gòu)建上發(fā)揮著重要的作用。有利于提高能源的利用效率，增強(qiáng)我國的國防實(shí)力。因此，對材料化學(xué)工程的應(yīng)用現(xiàn)狀以及材料化學(xué)工程的發(fā)展前景進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為充分發(fā)揮材料化學(xué)工程的價(jià)值提供合理的參考意見。

關(guān)鍵詞：材料化學(xué)工程 應(yīng)用 發(fā)展趨勢

引言

隨著環(huán)境的日益惡化，我國重視生態(tài)環(huán)境的建設(shè)，提出科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)方針。實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，這是我國發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)要求。在工業(yè)發(fā)展的過程中，以犧牲環(huán)境為代價(jià)，能源日益枯竭，面向先進(jìn)材料設(shè)備以及應(yīng)用成為我國社會會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切要求。而材料化學(xué)工程能有效地提升能源的利用效率，使得污染排放量不斷降低，有助于提升我國的國防實(shí)力。因此，材料化學(xué)工程的發(fā)展肩負(fù)著引進(jìn)新型資源的重大責(zé)任。發(fā)展材料化學(xué)工程成為社會發(fā)展的迫切所需。

1、材料化學(xué)工程的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1化學(xué)化工材料在建筑行業(yè)中的應(yīng)用

從當(dāng)前建筑行業(yè)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r來看，化學(xué)化工材料的應(yīng)用是十分廣泛的，從外部結(jié)構(gòu)到內(nèi)部裝修都需要用到化學(xué)化工材料。然而，雖然應(yīng)用十分廣泛，但是在2008年以前綠色型化學(xué)化工材料在建筑行業(yè)中的應(yīng)用卻一直存在瓶頸。而到了2008年，在建造奧運(yùn)會場館之一的水立方時，大量的綠色化學(xué)化工材料被應(yīng)用到建筑的施工當(dāng)中。譬如說，水立方的主體結(jié)構(gòu)采用的就是以水性聚氨醋為主要成分的有機(jī)化合物。該化合物不僅具備較高的粘合度，同時還兼具零揮發(fā)的特性，這樣一來，既能夠減少維護(hù)成本，同時也能夠起到保護(hù)環(huán)境的作用。同時，水性聚氨醋的防火性也較好，對于提高場館的安全性也有著極大的幫助。眾所周知，在任何一座建筑的施工當(dāng)中，建筑的防火性都是最受關(guān)注的問題之一。因此，水性聚氨醋的應(yīng)用對于保障場館的安全，延長場館的使用壽命有著極大的幫助。而這也為建筑行業(yè)未來的發(fā)展當(dāng)中，綠色型化學(xué)化工材料的使用奠定了基礎(chǔ)。除了防火性以外，對于建筑來說，隔熱性以及保溫性也是較為重要的功能。當(dāng)前，為了提高建筑的隔熱性與保溫性，施工單位在進(jìn)行施工的時候傾向于使用聚氨醋硬泡材料，該材料的應(yīng)用不僅能夠有效提高建筑的隔熱性和保溫性，同時也具備降噪功能。而除了采用聚氨醋硬泡材料來加強(qiáng)建筑的隔熱保溫性能以外，也可以將乙烯一四氟乙烯的共聚物應(yīng)用到建筑工程的建設(shè)當(dāng)中，這是因?yàn)?，乙烯一四氟乙烯的共聚物具備控制室?nèi)溫度的功效，因此能夠更好的調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部溫度，同時還可以起到節(jié)能的效果。

1.2新型薄膜材料

按照常見的運(yùn)用類型劃分，可以將新型薄膜材料劃分為磁性薄膜、金剛石薄膜、納米負(fù)荷薄膜材料等。超晶格薄膜：半導(dǎo)體超晶格材料的種類在不斷擴(kuò)充，由原先的砷化鎵、鎵化鋁發(fā)展到銦砷、銦鎵砷、銦鋁砷等，其被譽(yù)為新一代的硅材料。它與當(dāng)前硅先進(jìn)的工藝相結(jié)合，應(yīng)用在社會生產(chǎn)的方方面面。高科技器件以及搞電子遷移率晶體管、激光器以及實(shí)空間電子轉(zhuǎn)移等方面均廣泛應(yīng)用超晶格薄膜。雷達(dá)、空間技術(shù)等領(lǐng)域也采用超晶格薄膜材料。我國材料化學(xué)工程的典型案例是建立了國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)值。以南京工業(yè)大學(xué)為依托，相面全國重大需求以及國際學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域。主要目標(biāo)是建設(shè)材料化學(xué)工程領(lǐng)域高水平的科學(xué)研究，培養(yǎng)高素質(zhì)的人才。以“用化學(xué)工程理論和方法對材料設(shè)備加工與生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)”為學(xué)術(shù)思路，最終解決我國資源、環(huán)境等主要難點(diǎn)問題，構(gòu)建一個化學(xué)工程與材料學(xué)科相交叉的平臺。

2、材料化學(xué)工程的發(fā)展前景

材料科學(xué)的重要分支包括材料化學(xué)，在發(fā)現(xiàn)新材料與合成新材料以來，這些材料已經(jīng)在社會生產(chǎn)中發(fā)揮著重大的作用。因此，材料化學(xué)工程在社會發(fā)展中具有廣闊的發(fā)展前景，尤其是在原子、分子水準(zhǔn)上的新材料設(shè)計(jì)中更具有重要的戰(zhàn)略意義。材料化學(xué)發(fā)展前景做突出的是在能源以及軍事工業(yè)領(lǐng)域所做出的貢獻(xiàn)?？萍及l(fā)展是增強(qiáng)我國國力的重點(diǎn)因素，將能源發(fā)展、水資源以及環(huán)境保護(hù)技術(shù)作為優(yōu)先發(fā)展的位置上，解決好限制我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)問題，解決這些瓶頸問題都需要材料化學(xué)的介入。在石化發(fā)展過程中，先進(jìn)材料中中核心技術(shù)（分離與反應(yīng)技術(shù)）能發(fā)揮關(guān)鍵的作用，為創(chuàng)造高效清潔的能源奠定了良好的基礎(chǔ)。如：借助膜材料發(fā)展起來的新型分離技術(shù)，是利用壓力差、濃度差等動力實(shí)現(xiàn)分離技術(shù)的，通常情況下，不會發(fā)生變相變化。因此，其具有節(jié)約能源的特征，發(fā)展具有光明的前景。信息功能材料主要是增加材料品種、提升性能，主要包括半導(dǎo)體、紅外、液晶和磁性材料等，這是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。生物材料擁有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，其一是生物醫(yī)學(xué)材料，可用于修復(fù)人體器官、組織或血液；其二是生物模擬材料，譬如反滲透膜。低維材料具備體材料沒有的性質(zhì)，例如零維的納米金屬顆粒是電的絕緣體，采用納米制成的陶瓷具有較強(qiáng)的韌性和塑性，一維材料有有機(jī)纖維和光導(dǎo)纖維，二維材料有金剛石薄膜和超導(dǎo)薄膜，這些材料的應(yīng)用前景一片光明。材料科學(xué)的另一個發(fā)展方向是利用新科技改變材料的使用方法和制造手段，對傳統(tǒng)材料進(jìn)行加工重新利用，讓新型材料擁有特殊的功能，以達(dá)到生物、能源、通信和航空等領(lǐng)域的需求。目前新材料領(lǐng)域出現(xiàn)了一門新學(xué)科——高分子智能材料，主要是通過有機(jī)合成法，讓沒有生命力的材料變得有生機(jī)。這種材料已經(jīng)得到應(yīng)用，也成為各國的新研究課題，不久的將來應(yīng)該會進(jìn)入我們的生活當(dāng)中。此外，建立材料系統(tǒng)工程，建設(shè)好材料信息網(wǎng)，合理使用各種材料，將材料、環(huán)境和能源三者平等視之，以達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的目的，這也是材料技術(shù)亟需解決的問題。

結(jié)語

總而言之，就當(dāng)前而言，能源稀缺以及環(huán)境污染等問題嚴(yán)重阻礙了我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐。而使用材料化學(xué)有利于提高資源的利用例，為構(gòu)建環(huán)境友好型社會提供有力支撐。同時材料化學(xué)應(yīng)用于我國軍事領(lǐng)域能有效地提升我國的國防實(shí)力。由此可見，材料化學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域廣闊，因此社會要充分挖掘其有效價(jià)值，推動我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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