社会经济的发展和材料科学与工程学科演变之间的关系---中国科学院金属研究所----科普天地

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社会经济的发展和材料科学与工程学科演变之间的关系---中国科学院金属研究所----科普天地

在当代，材料、能源、信息是构成社会文明和国民经济的三大支柱

人们至今仍记忆犹新的是近代的两次工业革命。

• 第一次是由于钢铁材料的大规模发展，人们能够制造出无数的纺织机械和蒸汽机 - post by yesky12


• 第二次工业革命是以能源（石油）的开发和应用为突破口，大力发展汽车、飞机及其他工业。新材料的开发和应用仍然是这次工业革命的基础 - post by yesky12

在信息社会中，信息记录和存储是极其重要的，信息记录材料的进步反映了人类信息记录的发展历程。

• 从壁画、竹简到纸张和印刷术的发明，再到信息时代能够记录大量信息的磁存储介质材料和光存储介质材料。 - post by yesky12

当今社会正处于信息时代。这场始于20世纪中叶的信息革命，是人类科学技术中上的一次重大飞跃，它对人类社会产生的深远影响，甚至超过了19世纪的工业革命。

• 信息时代的快速发展和信息产业的巨大增长，给材料学科带来了史无前例的推动和促进作用。大规模集成电路的发展，使单晶硅材料及其制备加工技术迅速发展；在微电子和光电子学领域，化合物半导体材料迅速崛起，并发挥出越来越重要的作用。近年来，在以Si、GaAs为代表的第一、二代半导体材料迅速发展的同时，以SiC、GaN为代表的宽禁带半导体材料也蓬勃兴起，成为第三代半导体材料。 - post by yesky12

一部人类文明史，从某种意义上讲，也可以称之为世界材料史。

• 纵观从石器时代、青铜器时代到铁器时代的历史发展轨迹， 我们不难发现材料在社会进步中的巨大作用。几乎每一种新材料的发现和利用，都会给社会生产与人类生活带来巨大改变，把人类文明推向前进。当历史进入20世纪下半叶开始的新技术革命时代后，新材料已成为各个高技术领域发展的突破口，并在很大程度上影响新兴产业的发展进程。 - post by yesky12


• 高技术发展中遇到的很多难题，有不少实际上是材料问题，没有新材料的开发应用，便谈不上新的技术产品和产业进步。比如，没有半导体材料的工业化生产，就不可能有目前的计算机技术； 没有高温高强度的结构材料，就不可能有今天的宇航工业；没有低消耗的光导纤维，也就没有现代的光纤维通信…… - post by yesky12

20世纪80年代出现的新技术革命把新材料、信息技术、生物技术并列为新技术革命的重要标志。

2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题

从某种意义上来说，人类正生活在一个材料与能源构建的世界里。

• 新材料与新能源，以及新材料与新能源中的高新技术的发展，正在极大地丰富着人类的物质与精神生活。在这个世界中，新材料与新能源的价值体现，显然不仅仅是诸多新的产品的涌现，更重要的是，它们广泛渗透于人类的生活，影响着人类的生存质量；它们奠定了工业经济与技术的物质基础，成为一个国家经济实力的标志；它们影响着世界的政治格局，成为保障国家安全，减少社会风险的重要因素；它们推进人类对于自然的新认识，拓展人类的生存能力与发展空间，打造人类对于这个世界新的概念与价值观念。正是在这个意义上，我们可以说，材料与能源是人类文明的奠基石。 材料是支撑工业生产与工业技术的物质基础。在现代社会的经济生活中，诸多高新技术产品都是与新材料技术的发展密切相关。新材料技术已经成为一个国家工业水平与技术能力的一个十分 - post by yesky12

它已经成为人类从“自然王国”走向“自由王国”的动力源泉。

• 材料科学与工程的学科内涵和人才培养与社会经济发展的水平具有密切的关系。在现代社会，新材料以及新材料中的高新技术正在为人类展开一个新世界的画卷。人类使用各种材料创造新的生活，建构新的世界。新的材料也正在为人类文明握供新的行为理念，建立起人类扩展自身生存与发展空间的信心。它的现代发展使一种材料从单一功能向多种功能发展，而且，它使得人类超越自然界，实现了根据材料来设计产品，根据产品的需要，通过新的组成、结构和工艺设计来实现其所需功能的概念，也就是说，它的功能要求正在向着迎合人类在各个领域的需要而发展。由此，可以说，它已经成为人类从“自然王国”走向“自由王国”的动力源泉。 - post by yesky12


• 20世纪60年代以来，随着材料工程技术的迅猛发展，材料已经不仅在种类上得到拓展，而且在包括光、声、电、磁、力、超导、高塑，以及超强、超硬、耐高温等机能与性能上获得极大的扩展与深度发掘。此类新材料的出现，推进了高技术产品的智能化与微型化，从而极大地影响着人类的现代生活、社会结构与文化价值。 - post by yesky12

新材料与新工艺、新技术有着密切的关系。

• －方面，新工艺与新技术的使用不断地扩展了人类的技术手段，从而使人类更加充分地开发传统材料中的各种新的性能或功能，更重要的是，通过新的合成工艺与技术，使人类获得种类更多、性能更佳的材料，如纳米材料、多相材料。另一方面，诸多具有特殊性能材料的涌现，推动了高新技术的快速发展。 - post by yesky12

可以说，新材料已经成为高新技术的基础与先导。

今最具时代特征的工业是信息产业，而信息产业的基石就是半导体材料。

• 任何高度复杂、高度精细加工的集成电路，都需要高纯度、高度掺杂的半导体材料和各种先进工艺的应用。信息技术的每一次突破都与材料和工艺的创新有着密切的关系。高密度的光磁记录材料给信息的存储提供了极大的便利。激光材料也是现代信息科技的一部分。各种波长的激光晶体、半导体激光器、激光光导纤维等对信息传输和信息高速公路的实现起着决定性的作用。 - post by yesky12

从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。

材料是一门实用的直接的科学和技术，它不同于抽象的衍生的科学。

现代科学技术发展的特点是，一方面学科呈现出多科性，新兴学科不断涌现；另一方面，学科发展又呈现出高度综合的趋势，交叉学科和边缘学科层出不穷。学科交叉的形式可以多种多样。如美国的著名大学一般都设有材料研究中心或材料研究实验室，其研究人员往往横跨包含了高分子、金属、陶瓷、表面改性、解剖、动物实验、细胞培养等研究方向。