新型材料与材料科学是现代经济和社会发展的支柱

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　　 摘 要：目前，我国正处于经济社会发展的转型期，经济发展由高速转为高质。许多行业都面临着根本性的变革，而材料科学作为基础学科之一，在各行各业的发展和转型中都起着基础性作用。本文主要通过对新型材料和材料学科的探讨，分析其对社会中经济生产活动和人们生活两方面的影响，表现新型材料在社会发展中的支柱性作用。
　　 关键词：材料科学;新型材料;创新;经济发展
　　 随着信息时代的到来，计算机成为当今经济社会发展的聚焦点，但当我们的目光聚焦于新潮的网络技术时，经济发展的另外两大支柱其实常常被我们所忽略，那就是能源与材料，尤其是材料科学，在我们的生产生活中起着尤为基础的作用。如果将社会发展比作燃烧的篝火，计算机技术是在篝火燃烧的基础上浇了一把油，而材料科学便是篝火燃烧的基础——薪材，缺少了材料，我们的经济发展将会陷入一片虚无之中。
　　一、材料科学发展现状
　　在经济社会发展的浪潮中，受到人文知识、计算机技术、发展理念等因素的影响，材料科学的发展也呈现出其发展的新趋势。一是材料研究的复合化。得益于材料学科的交叉，材料之间的复合化成为新型材料的重要来源。材料研究者们根据不同材料的特性，通过非线性化的复合效应创造出例如自愈合材料这样的新型材料，并有机会将其广泛应用于生产生活中。二是计算机技术在材料研究领域的大规模应用。计算机算法的不断进步为材料学科的发展提供了契机，以往需要大量人力分析的数据可以通过计算机实现。具体过程可以分解为：理论——计算机模拟——实践，在此过程中，通过计算机对材料性能的分析，结构的建模和反应过程的模拟，能够大大提高材料研究的效率。三是材料学科与工程正形成一门统一的学科。自20世纪70年代，材料科学与工程的兴起，不同于传统的材料学科的划分，它打破了有机物无机物、金属与非金属等传统的划分观念，将材料学科统一于性能研究的目的之下。四是对材料的微观研究的兴起。由于研究技術的限制，传统的材料研究集中于微米以上的结构研究，进入21世纪后，材料研究中的微观结构材料比重加大，例如功能梯度材料、半导体元件、多孔硅材料等。由以上材料可以看出，材料科学的发展受到各方面的影响，而同时，材料科学的发展对生产领域的推动作用更是不可忽视。
　　二、材料科学对社会发展的基础性作用
　　材料科学在人们生活中发挥着基础性的作用，由于材料应用的广泛性和多变性，我们往往会忽视材料学科对人们生活的影响。但其实，材料之于人类社会，如同混凝土之于高楼大厦，我们从外观上很难注意到混凝土的存在，但缺少了混凝土，大厦将不复存在。从宏观上看，材料科学在生产活动发挥着越来越重要的作用。由于能源问题与环境污染问题日益严重，国家的高新技术研发对新材料的需求大大增加。目前地球现存的许多不可再生资源都面临着百年内枯竭的问题，新能源的开发需要研发更新更强大的开发和储存技术，这都需要材料科学为其提供技术支持。环境问题的处理同样也需要材料科学的参与，面对环境问题，我们不能通过强压政策降低人们的生活质量或降低生产者的利润空间来改变环境问题，因为这并不是长久之计。例如塑料袋的污染问题，一味地通过政策加压限制塑料袋的使用或许能在一定程度上降低白色污染问题，但无法从根本上解决其存在所带来的问题。我们需要通过科研为生产者提供更环保便捷低价可循环利用的材料，从根本上解决环境污染的动因。
　　从微观上看，材料的作用体现于人们生活的方方面面。最为直观的是与人们健康息息相关的医疗方面的各种器械的制作材料，如果没有材料科学的支撑，人们完全无法想象现在的纳米微创手术、电子内窥镜、半导体激光灯技术。除此之外还有各种人体植入材料，包括各种金属材料、高分子材料制作的人体美容用的假体、口腔正畸器材、内置心脏支架等。除此之外，我们日常的衣食住行没有一样是能够将材料科学排除在外的。
　　三、以创新推动材料科学的发展
　　如上文所述，材料科学存在于生产生活的方方面面，承载在人类社会发展的基础，因此，材料科学更需要以创新为利器，推动经济社会进一步发展。从新材料的研发过程来看，根据以往发经验，新材料的生产需要经过三个阶段;开发研究、生产材料、大规模商品化应用，这三个阶段衔接越紧密，则效益越高，反之，材料的研发生产与推广之间倘若产生脱节问题，材料的研发就不得不陷入困境。得益于国家对新材料技术的重视，我国材料的研发规模并不小，但材料的推广应用力度较弱，新材料与旧材料、基础材料与高新材料、军用与民用材料之间的关系没有得到良好处理。因此，在新材料的研发上，需要建立一定规模的新材料研究开发生产推广一体化的系统，将实验室与市场相对接，从而提高新材料生产的实用性与效率化。从新材料的学术工作角度来看，需要改变以往的研究方式。其一应当及时关注市场所需，适当扩大选题范围，从需求的角度而不是供应角度出发研究新材料。通俗地说，研发新材料之前需要先观察市场上缺什么，而不是我们有能力研制什么。其二应当注意处理好新旧材料之间的关系，旧材料的旧是相对于新材料而言，旧并不等于没用，注意不要割裂新旧材料之间的关系，应当以辩证角度看待材料的进化发展。
　　结束语：
　　材料科学作为现代经济社会发展的三大支柱之一，存在于生产生活的方方面面。我们应当认识到材料科学存在的重要性，并以学科发展为己任，以创新为利器，通过材料科学的发展推动人类社会的整体进步。
　　参考文献：
　　[1]屠海令，张世荣，.新材料的发展解读[J].中国工程科学.2016，（04）：90-100.
　　[2]冀志宏.2017年中国新材料行业发展现状及发展前景分析[J].中国工业评论，2016，（07）：72-76
　　[3]杨霄.材料科学与人类文明[N].大河报，2017，（09）：07.
　　[4]宋家树，张兴钤，张万箱.材料科学与工程发展的展望[J].中国材料科学，2018，（02）：04.
　　作者简介：
　　胡  意（1999-），2017级物理学。
　　吴天宇（2000-），2017级物理学。
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