第一篇：材料與人類文明期末論文

材料與人類文明期末論文

作者：黃培原

班級(jí)：醫(yī)電12 學(xué)號(hào)：2111201037

說(shuō)明：敬愛(ài)的汪老師，您好！我的這篇電子版和我交的手寫(xiě)的那篇內(nèi)容并不一樣，是因?yàn)槲乙恢睂?duì)論文的要求沒(méi)有太明確，而后面有沒(méi)有機(jī)會(huì)問(wèn)您，就記得您說(shuō)要看文獻(xiàn)，我的那篇手寫(xiě)的是在看了幾篇關(guān)于吸附材料的論文后將幾篇的內(nèi)容綜合了一下而做的一個(gè)關(guān)于復(fù)合型材料吸收二氧化碳的想法，而在問(wèn)了楊生春老師后我對(duì)論文的要求更清楚了，覺(jué)得我手寫(xiě)的那篇論文不是太符合要求，于是我又寫(xiě)下這篇，希望您不要見(jiàn)怪。

論文題目：功能材料讓世界更簡(jiǎn)單

老師就給我們介紹到，材料有結(jié)構(gòu)材料和功能材料，并且就現(xiàn)在來(lái)看，功能材料的研究很熱門(mén)，很前沿。在上完整個(gè)課程后，也可以說(shuō)是在聽(tīng)完老師們的報(bào)告性講座后，我有一個(gè)粗略的感覺(jué)：功能材料讓世界更簡(jiǎn)單了。

雖然從總體上看，功能材料無(wú)論是從產(chǎn)量和需求量上看都比結(jié)構(gòu)材料要小，但是稍加分析就可以發(fā)現(xiàn)，功能材料在生活中扮演著重要的作用。并且由于功能材料的應(yīng)用越來(lái)越多，世界也因此越來(lái)越簡(jiǎn)單。

納米功能材料

納米功能材料由于將材料做到了納米級(jí)別，所以材料的某些性質(zhì)極大地改變了，而這其中的某些特性給我們生活帶來(lái)了方便。

因?yàn)槲沂巧鼘W(xué)院的，所以老師在講納米材料的在人體上的應(yīng)用極大地吸引了我，特別是對(duì)納米粒子用作藥物載體感興趣。磁性納米顆粒作為藥物載體，在外磁場(chǎng)的引導(dǎo)下集中于病患部位，進(jìn)行定位病變治療，利于提高藥效，減少副作用。如采用金納米顆粒制成金溶液，接上抗原或抗體，就能進(jìn)行免疫學(xué)的間接凝聚實(shí)驗(yàn)，用于快速診斷。這里就極大地方便了醫(yī)療方面，以前都說(shuō)是藥三分毒，所以每一種藥都有不同的副作用，而這種功能材料使用可以讓這種副作用大大的減小而且對(duì)于患者來(lái)說(shuō)會(huì)得到最大的安危。

同時(shí)我也是一個(gè)電腦迷所以老師在提到巨磁電阻效應(yīng)的讀出磁頭能大大提高磁盤(pán)的性能是我又被震撼了，隨著3D的發(fā)展和人們對(duì)高清的需求增大，我們對(duì)硬盤(pán)的需求越來(lái)越大，要是沒(méi)有這種巨磁電阻效應(yīng)，可以想象一下我們得扛著多大一個(gè)筆記本呀。

納米氧化鋅對(duì)紫外線的吸收更是為很多美眉帶來(lái)了福音，有了氧化鋅作為添加劑的防曬霜很大程度上減少了陽(yáng)光對(duì)皮膚的損傷，使我們的活動(dòng)時(shí)間和活動(dòng)范圍上都有了方便，而后面老師提到的將這種納米材料與紡織工業(yè)結(jié)合做出來(lái)的面料將是更大的福利。

納米銀的防臭，抑制細(xì)菌的功能更是讓我們的生活極大的改善了，用添加了納米銀的面料做的衣服不光是裝飾品同時(shí)更是一種保健品。

生物材料

人們常說(shuō)21世界是生命科學(xué)的世界，而生物材料則是生命與材料最完美的結(jié)合了。在講課中老師一再?gòu)?qiáng)調(diào)了凝膠這種材料，其與生物體的高隊(duì)相容性使其在生命科學(xué)領(lǐng)域大有作為。在生物凝膠上培養(yǎng)細(xì)胞能將細(xì)胞培養(yǎng)成為我們希望的形狀，這樣就能將皮膚等組織培養(yǎng)出來(lái)，即人造皮膚。

而生物大分子材料更是，使用于人體植入產(chǎn)品的高分子合成材料包括聚酰胺、環(huán)氧樹(shù)脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡膠和硅凝膠等。應(yīng)用場(chǎng)合涉及組織粘合、手術(shù)縫線、眼科材料(人工玻璃體、人工角膜和人工晶狀體等)、軟組織植入物(人工心臟、人工腎、人工肝等)人工管形器(人工器官、食道)等?？梢钥匆?jiàn)，老話說(shuō)身體發(fā)膚受之父母，不敢損傷，現(xiàn)在看來(lái)，將人類的很多器官用生物材料來(lái)打造已經(jīng)是事實(shí)，雖然我也怕有一天人再也不能稱為人，甚至都不再是動(dòng)物，但是我們不得不承認(rèn)，生物材料的發(fā)展給人類帶來(lái)了很大的方便。

汽車(chē)材料

雖然汽車(chē)材料是沒(méi)辦法與前兩種材料并列的，但說(shuō)到功能材料是世界更加簡(jiǎn)單，關(guān)于功能材料的話題實(shí)在是太有的說(shuō)了，所以我姑且將他們并列。

先說(shuō)汽車(chē)玻璃，由于玻璃的特殊設(shè)計(jì)，使得汽車(chē)玻璃有了好多特性。變色，由于汽車(chē)玻璃能根據(jù)車(chē)外的亮度來(lái)調(diào)節(jié)玻璃的透光性，使得我們?cè)僖膊挥脫?dān)心陽(yáng)光的直射，這也為控制車(chē)內(nèi)溫度提供了方便，實(shí)際上這再古代就實(shí)現(xiàn)了，古代使用了簾子來(lái)遮擋陽(yáng)光，但是不用多說(shuō)有了這種變色玻璃，生活更加方便。

然后說(shuō)一下汽車(chē)的尾氣處理由于添加了尾氣處理系統(tǒng)，使得汽車(chē)對(duì)環(huán)境的影響減小了好多。并且配合在車(chē)身重量，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能方面的改進(jìn)，現(xiàn)在的汽車(chē)可以說(shuō)真的是一個(gè)為人類帶來(lái)方便而不是罪惡。

而且由于好多功能材料在汽車(chē)上的應(yīng)用，使得汽車(chē)在空氣處理，安全性能，舒適程度上都有了很大的提升。

信息材料

開(kāi)始覺(jué)得結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展為信息帶來(lái)了很大的進(jìn)步，現(xiàn)在想來(lái)，由于功能材料的應(yīng)用，在信息上為我們帶來(lái)了很多的好處。

就拿與我們最相關(guān)的信息終端——手機(jī)來(lái)說(shuō)。最近只能機(jī)成為了熱門(mén)，而智能機(jī)之所以智能，離不開(kāi)功能材料。智能手機(jī)之所以只能很大程度上是因?yàn)楦鞣N傳感器的利用，有，光線傳感器，距離傳感器，磁場(chǎng)傳感器，溫度傳感器等。而這些傳感器的制作就離不開(kāi)各種功能材料，比如光電材料，磁電材料等。而在手機(jī)內(nèi)部，也因?yàn)楦髯诠δ懿牧系膽?yīng)用使得現(xiàn)在的手機(jī)越做越小，卻越來(lái)越強(qiáng)大。

說(shuō)完手機(jī)，電腦又何嘗不是，觸摸板，顯示屏，磁盤(pán)，每一個(gè)器件的革新都與功能材料的運(yùn)用有著莫大的關(guān)系。

而且在信息的傳播途徑上，功能材料也是大有作用。

結(jié)語(yǔ)：

這種講座似的課程不能將種類繁多的材料都講清楚，即使將清楚我們也聽(tīng)明白，所以以上的看法有點(diǎn)不是很客觀。但是在這個(gè)月的學(xué)習(xí)中收獲還是不少的，涉獵了好多以前沒(méi)有去了解的方面，尤其是在開(kāi)始將的材料與人類文明關(guān)系的課中讓我長(zhǎng)了好多見(jiàn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到材料的發(fā)展促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步，而中途在講材料的測(cè)量時(shí)，讓我明白一個(gè)道理：想要探究清楚一個(gè)東西，你的目光一定要比它更小一個(gè)層次。而將汽車(chē)材料那堂課讓我成為了一個(gè)弱弱的汽車(chē)謎。最后一節(jié)課楊生春老師苦口婆心而富有深意的教導(dǎo)將使我受益終身。

參考文章

材料與人類文明老師們的課將。HTTP//afm.xjtu.edu.cn

醫(yī)電12 黃培原

學(xué)號(hào)：2111201037

第二篇：材料與人類文明期末論文

材料與人類文明期末論文

納米二氧化硅及其發(fā)展前景

納米二氧化硅及其發(fā)展前景

【摘要】納米二氧化硅是極其重要的高科技超微細(xì)無(wú)機(jī)新材料之一，由于自身的優(yōu)異特性，納米二氧化硅可被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價(jià)值。這篇論文介紹納米二氧化硅的性質(zhì)、制備及其應(yīng)用范圍，并分析其發(fā)展前景及商業(yè)價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】納米二氧化硅；介紹；稻殼制備納米二氧化硅；發(fā)展前景；商業(yè)價(jià)值

經(jīng)過(guò)這段時(shí)間對(duì)“材料與人類文明”這門(mén)課程的學(xué)習(xí)，我學(xué)到了很多關(guān)于材料學(xué)科的知識(shí)，了解到許多與人類生活息息相關(guān)的材料學(xué)常識(shí)，稍稍領(lǐng)略到些許材料學(xué)科的風(fēng)景與魅力，并為此著迷著。作為一名學(xué)習(xí)會(huì)計(jì)的學(xué)生，或許我以后從事的工作與材料科學(xué)聯(lián)系不大，但這并不影響我對(duì)這一學(xué)科的興趣與關(guān)注。在這段時(shí)間的學(xué)習(xí)中，我接觸了很多種類的材料。其中納米材料的講解尤其使我記憶深刻，因此，我在課后查閱了很多有關(guān)納米材料的資料，最終被一篇“我國(guó)稻殼制備納米二氧化硅獲國(guó)際金獎(jiǎng)”的相關(guān)報(bào)道吸引了眼球，于是我決定仔細(xì)了解納米二氧化硅并將其成果展現(xiàn)于這篇結(jié)課論文中。

1.納米二氧化硅的性質(zhì)[1]~[3]

納米二氧化硅，呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，表面存在大量的不飽和殘鍵和不同狀態(tài)的羥基，這使得納米二氧化硅表面能高，處于熱力學(xué)非穩(wěn)定狀態(tài)，俗稱為“超微細(xì)白炭黑”。

納米二氧化硅是納米材料中的重要一員，為無(wú)定型白色粉末，是一種無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染的非金屬材料。微結(jié)構(gòu)呈絮狀和網(wǎng)狀的準(zhǔn)顆粒結(jié)構(gòu)，為球形。這種特殊結(jié)構(gòu)使它具有獨(dú)特的性質(zhì)：

納米二氧化硅對(duì)波長(zhǎng)490 nm以內(nèi)的紫外線反射率高達(dá)70%～80%，將其添加在高分子材料中，可以達(dá)到抗紫外線老化和熱老化的目的。

納米二氧化硅的小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)使其產(chǎn)生淤滲作用，可深入到高分子鏈的不飽和鍵附近，并和不飽和鍵的電子云發(fā)生作用，改善高分子材料的熱、光穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，從而提高產(chǎn)品的抗老化性和耐化學(xué)性。

納米二氧化硅在高溫下仍具有強(qiáng)度、韌度和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，將其分散在材料中，與高分子鏈結(jié)合形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而提高材料的強(qiáng)度、彈性等基本性能。

納米二氧化硅的三維硅石結(jié)構(gòu)、大比表面積、不飽和的配位數(shù)，使其對(duì)色素離子具有極強(qiáng)的吸附作用，可降低因紫外線照射而造成的色素衰減。

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2.納米二氧化硅的制備方法

2.1 物理法

物理法一般指機(jī)械粉碎法。利用超級(jí)氣流粉碎機(jī)或高能球磨機(jī)將二氧化硅,的聚集體粉碎可獲得粒徑1～5微米的超細(xì)產(chǎn)品。該法工藝簡(jiǎn)單但易帶入雜質(zhì).粉料特性難以控制，制備效率低且粒徑分布較寬。

2.2 化學(xué)法

化學(xué)法可制得純凈且粒徑分布均勻的超細(xì)Si02顆粒?；瘜W(xué)法包括化學(xué)氣相沉積(CVD)法、液相法、離子交換法、沉淀法和溶膠凝膠(Sol-Gel)法等。但主要的生產(chǎn)方法還是以四氯化硅為原料的氣相法.Ti酸鈉和無(wú)機(jī)酸為原料的沉淀法和以硅酸醋等為原料的溶膠凝膠法。

2.3 納米二氧化硅的制備新技術(shù)——用稻殼制備[4]

水稻是一個(gè)納米硅的生物制造器，我國(guó)稻殼制備納米二氧化硅獲國(guó)際金獎(jiǎng)。

步驟：稻殼—高溫?zé)峤狻獫恹}酸—沸水浴蒸干（2次）—移入烘箱—取出冷卻—濃鹽酸—煮沸—過(guò)濾—烘干—灼燒至恒質(zhì)量—白色顆粒（二氧化硅）

我國(guó)是水稻生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)量大，分布地區(qū)廣，如東北、長(zhǎng)江中下游地區(qū)以及南方大部分地區(qū)。稻殼的價(jià)格便宜，100公斤稻殼只要10元左右。且稻殼中富含二氧化硅，主要分布在稻殼的外表內(nèi)層，顆粒大小為50nm左右，主要是以生物礦化方式、無(wú)定形狀態(tài)存在，在稻殼中占13.0～22.0%。用稻殼制備納米二氧化硅方法簡(jiǎn)單，能耗低。而且,用稻殼制備納米二氧化硅不僅可以充分利用稻殼這種農(nóng)業(yè)垃圾,減少環(huán)境污染,并且具有重要的開(kāi)發(fā)價(jià)值,[5] 成為一種新的可再生資源。3.納米二氧化硅的生產(chǎn)與應(yīng)用現(xiàn)狀

由于納米二氧化硅SP30具有小尺寸效應(yīng)，表面界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子遂道效應(yīng)和特殊光、電特性、高磁阻現(xiàn)象、非線性電阻現(xiàn)象以及在高溫下仍具 的高強(qiáng)、高韌、穩(wěn)定性好等奇異性，納米二氧化硅可廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商業(yè)價(jià)值。

3.1 在涂料領(lǐng)域

納米二氧化硅（SP30）具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，擁有龐大的比表面積，表現(xiàn)出極大的活性，能在涂料 干燥時(shí)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加了涂料的強(qiáng)度和光潔度，而且提高了顏料的懸浮性，能保持涂料的顏色長(zhǎng)期不退色。

納米氧化硅（同VK-SP30）添加到涂料中能對(duì)涂料形成屏 蔽作用，達(dá)到抗紫外老化和熱老化的目的，同時(shí)增加了涂料的隔熱性，徐國(guó)財(cái)?shù)韧ㄟ^(guò)納米微粒填充法，將納米氧化硅

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作摻雜到紫外光同化涂料中，明顯地提高了紫外光固化涂料的硬度和附著力，還減弱了紫外光同化涂料吸收 UV輻射的程度，從而降低了紫外光同化涂料的同化速度。

3.2 在紡織領(lǐng)域

目前，人們已將納米二氧化硅應(yīng)用到防紫外、遠(yuǎn)紅外、抗菌消臭、抗老化等方面。例如，以納米二氧化硅（同VK-SP30F）和納米二氧化鈦（T25F）的適當(dāng)配比而成的復(fù)合粉體是抗紫外輻射纖維的重要添劑。

3.3 在殺菌劑領(lǐng)域

納米二氧化硅具有生理惰性、高吸附性，在殺菌劑的制備中常用作載體，當(dāng)納米二氧化硅作載體時(shí)，可吸附抗菌離子，達(dá)到殺菌抗菌的目的，在報(bào)道可用于冰箱外殼、電腦鍵盤(pán)等的制造。

3.4 在催化領(lǐng)域

納米二氧化硅的比表面積大、孔隙率高、表面活性中心多，在催化劑和催化劑載體方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。以納米二氧化硅為基本原料，采和溶膠～凝膠技術(shù)，可制備含納米氧化硅（SP30）的復(fù)合氧化物。此復(fù)合氧化物為催化劑載體時(shí)，對(duì)于許多結(jié)構(gòu)敏感反應(yīng)，將顯示出獨(dú)特的反應(yīng)性能。反應(yīng)的催化活性高，選擇性好，反應(yīng)中能長(zhǎng)時(shí)間保持催化活性。目前，常規(guī)二氧化硅(20 ～ 100um)用作作催化劑載體實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的報(bào)道較多，但納米二氧化硅（VK-SP30）在此領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的報(bào)道并不多見(jiàn)，應(yīng)積極開(kāi)展這方面的研究。

4.納米二氧化硅的發(fā)展前景與商業(yè)價(jià)值

納米二氧化硅(SP30)具有高的表面能和吸附性質(zhì)，有良好的穩(wěn)定性及生物親和性，可作為新型傳感器；利用納米二氧化硅無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染以及耐蝕、可增強(qiáng)、增韌的特性，可大大地提高了人造牙齒的硬度及強(qiáng)度，也改善了其韌性。將納米二氧化硅(SP30)應(yīng)用于電刷鍍工藝中，提高鍍層的力學(xué)性能、改善鍍層的微動(dòng)磨損性能；納米二氧化硅可用于油墨中作為分散劑和流量控制劑；在護(hù)膚產(chǎn)品、電子組裝材料、隔熱材料等方面都有著重要的應(yīng)用，甚至能節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。

納米二氧化硅(SP30)作為納米材料家族中的一員，對(duì)其開(kāi)發(fā)具有重要的實(shí)際意義。我國(guó)納米材料的研究已取得許多成果，但納米二氧化硅的應(yīng)用才剛剛起步，隨著對(duì)納米二氧化硅研究的深入，應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)寬，納米二氧化硅(SP30)會(huì)進(jìn)一步工業(yè)化，納米二氧化硅（SP30）材料也必然引起更多的關(guān)注，必將開(kāi)辟更加廣闊的應(yīng)用前景?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】

[1] 陳凱先，蔣華良，嵇汝運(yùn)． 計(jì)算機(jī)輔助藥物分子設(shè)計(jì)： 原理及應(yīng)用[M]． 上海： 上海科技出版社，1996.[2] 俞慶森，朱龍觀． 分子設(shè)計(jì)導(dǎo)論[M]． 北京： 高等教育出版社，2000．

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[3] M.Karelson, V.S.Lobanov, A.R.Katritzky.Quantum chemical descriptors in QSAR/QSPR studies[J].Chem.Rev., 1996, 96: 1027-1044.[4] 鄭典模，張曉婕，劉小梅．稻殼制備納米二氧化硅新工藝研究[D].南昌大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，2010.[5] 阮長(zhǎng)青，馬軍喜，崔素萍，等.稻殼沉淀法制備白炭黑工藝的研究[J].黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報(bào),2005,17(2):63-66.4 / 5

第三篇：城市發(fā)展與人類文明課程期末論文

XXXX大學(xué)2015-2016學(xué)年第X學(xué)期 《城市發(fā)展與人類文明》課程期末論文

姓名：XXX學(xué)號(hào)：xxxxxx班級(jí)：XXX

從水文化淺析杭州市人類文明表現(xiàn)特征及意義

內(nèi)容提要：杭州具有豐富的水資源形態(tài), 錢(qián)塘江、大運(yùn)河、西湖、西溪國(guó)家濕地公園都各具特色。杭州城市形成發(fā)展過(guò)程中水所起到的作用不可忽視, 本篇著重分析杭州多樣性的水資源對(duì)杭州的影響。水是杭州經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化發(fā)展的搖籃。多樣性的水和諧共存, 突出展現(xiàn)了杭州水文化獨(dú)特的魅力。關(guān)鍵詞：杭州；城市；水資源；水文化

一、杭州獨(dú)特水環(huán)境地理的形成

杭州地處長(zhǎng)江三角洲南翼,杭州灣西端,錢(qián)塘江下游,京杭大運(yùn)河南端。杭州的發(fā)展多得益于自身豐富的水系,杭州的揚(yáng)名是與其城市深厚水文化底蘊(yùn)密不可分的。錢(qián)塘江是杭州最初興起的主導(dǎo)因素,運(yùn)河與杭州的歷史發(fā)展有著不可分割的淵源關(guān)系,是杭州早期發(fā)展和城市形成的重要原因,西湖則是杭州后期聲名遠(yuǎn)播的關(guān)鍵所在。

1.杭州陸地的形成得益于水

錢(qián)塘江杭州段岸線的變遷與城域形成發(fā)展有著密切的關(guān)系。杭州灣口和長(zhǎng)江三角洲原系一片淺海,當(dāng)時(shí)錢(qián)塘江口以北的海岸線大致在杭州一帶的浙西山麓。隨著錢(qián)塘江北岸的延長(zhǎng),逐漸連接封閉而成湖泊。其后,又由于泥沙的淤積形成了錢(qián)塘江北岸的杭嘉湖平原。杭州灣的涌潮形成,西湖灣口的水下沙洲露出水面,最后使西湖與大海相連的通道被堵塞,西湖與海隔絕成為內(nèi)湖,杭州城區(qū)開(kāi)始成陸。待東漢“立塘以防海水”,西湖東岸已有較寬闊陸地,并已形成較大型的聚落。這條防海潮大堤,人為地加速了西湖的形成過(guò)程。杭州才有機(jī)會(huì)逐漸以她獨(dú)特的地理環(huán)境為世人所知。

2.水是杭州城市最具特色的獨(dú)占性資源

杭州是一座山水城市,有江、有河、有湖、有溪,具有2000多年的建城史，是國(guó)家首批命名的重點(diǎn)風(fēng)景旅游城市和歷史文化名城。自古以來(lái)杭州被譽(yù)為江南水鄉(xiāng)的典范,現(xiàn)代的杭州被冠以“中國(guó)最佳旅游城市”、“ 東方休閑之都”、中國(guó)(大陸)最具幸福感城市等多項(xiàng)殊榮。杭州的城市在其發(fā)展歷程中形成了自己的性格特征、風(fēng)格和文化風(fēng)貌,形成了以水為主要特色的城市形象。

杭州這座著名江南水城的形成與發(fā)展,就是與其豐富的水資源形態(tài)緊密相關(guān)的。水,造就了杭州。杭州的環(huán)境優(yōu)勢(shì)在于多樣性的水資源形態(tài),使之成為杭州水文化的顯著特征。杭州的歷史,就是一部因水而生、因水而立、因水而興、因水而名、因水而強(qiáng)的歷史。水是杭州經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化發(fā)展的搖籃,是杭州城市最顯著的特色和最具代表性的資源。

二、杭州多樣性的水資源和諧共存

杭州是一座水資源和諧共存的城市,水是杭州的根基和靈魂,多樣性的水資源也為杭州增添了無(wú)窮魅力,顯示出杭州得天獨(dú)厚的水域環(huán)境優(yōu)勢(shì)。

1.古樸的京杭大運(yùn)河

運(yùn)河與杭州的歷史發(fā)展有著不可分割的淵源關(guān)系,是杭州早期發(fā)展的主導(dǎo)動(dòng)力和城市形態(tài)形成的主控因素。中國(guó)的地勢(shì)決定了多數(shù)的河流流向是自西向東,惟有京杭大運(yùn)河千百年來(lái)一直是南北溝通的黃金水道。運(yùn)河對(duì)國(guó)家的統(tǒng)一、經(jīng)濟(jì)的繁榮、文化的融合以及對(duì)外開(kāi)放和國(guó)際交往都發(fā)揮過(guò)重要作用。京杭大運(yùn)河是我國(guó)重要的南北水上運(yùn)輸通道，溝通錢(qián)塘江、長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河五大水系,是世界上開(kāi)鑿最早、規(guī)模最大、線路最長(zhǎng)的人工大運(yùn)河。杭州城中運(yùn)河的形成起于初唐,此后,直至明代,杭州成為溝通江南運(yùn)河、浙東運(yùn)河、錢(qián)塘江和外海的河海水運(yùn)樞紐。杭州作為京杭運(yùn)河的最南端點(diǎn),其重要地位不言而喻。運(yùn)河杭州段是江南水文化遺產(chǎn)的長(zhǎng)廊,本身就是一件古老的文物——兩岸古老的街巷建筑、名人史跡、風(fēng)俗掌故、神話傳說(shuō)等,構(gòu)成了一個(gè)龐大的運(yùn)河歷史文化群落,成為杭州文化歷史寶庫(kù)中不可或缺的組成部分。對(duì)于杭州而言,京杭大運(yùn)河是杭州早期發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的金名片,至今仍是活著的、流動(dòng)著的文化遺產(chǎn)。

2.大氣的錢(qián)塘江

錢(qián)塘江是浙江省最大河流,流經(jīng)杭州市閘口以下注入杭州灣。聞家堰以下河口一段才稱錢(qián)塘江,這段水道貌岸然曲折,形如反寫(xiě)的“之” 字,故稱之江。錢(qián)塘江因其河口獨(dú)特的涌潮而舉世聞名，潮波破裂洶涌,形成天下奇觀“錢(qián)塘江潮”。自古以來(lái)在文人墨客的詩(shī)句中留下印記,蘇軾《望海樓晚景》中就描繪了大潮的氣勢(shì)。每年的農(nóng)歷八月十八日觀潮最能體現(xiàn)錢(qián)塘江的大氣磅礴。但錢(qián)塘江大潮帶來(lái)的水患也歷來(lái)難以馴服, 杭州著名景點(diǎn)六和塔就有震懾潮水之意。為使錢(qián)塘江兩岸長(zhǎng)治久安,杭州市1997年從下沙海塘開(kāi)始實(shí)施歷史上規(guī)模最大的錢(qián)塘江標(biāo)準(zhǔn)海塘建設(shè)。如今,涌潮兇險(xiǎn)的錢(qián)塘江下游兩岸堅(jiān)固的大堤巍然屹立,為杭州城市增添了一道“水上長(zhǎng)城”,更顯示出城市的大氣魄力。

3.靜謐的西湖

“上有天堂, 下有蘇杭”。杭州之所以聞名于世,西湖功不可沒(méi)。以西湖為中心的西湖風(fēng)景名勝區(qū)是中國(guó)十大風(fēng)景名勝區(qū)之一。西湖因位于杭州市老城區(qū)西面而得名,它三面環(huán)山,層巒疊嶂;中涵綠水, 波平如鏡。全湖面積5.6平方公里,繞湖一周近15 公里。環(huán)湖的綠蔭叢中,隱現(xiàn)著數(shù)不清的 樓臺(tái)亭榭,風(fēng)姿綽約,霧靄漫漫。天然景色加上人工布局,把自然美和人工美融為一體。西湖風(fēng)光之美,真是“古今難畫(huà)亦難詩(shī)”。如果說(shuō)西湖單以俊美還不足以稱著于世,西湖不僅攬山水之勝,林壑之美,它更因眾多的歷史文化名人而生色,因豐富的文化內(nèi)涵而出眾。中國(guó)歷史上的民族英雄岳飛、于謙、張蒼水、秋瑾等,都埋骨西子湖畔,他們的英名和浩然正氣長(zhǎng)留于西湖的青山綠水之間。著名的詩(shī)人畫(huà)家,如白居易、蘇東坡、柳永、潘天壽、李叔同、章太炎等, 都與西湖結(jié)下不解之緣。西湖也因他們的題詠和描繪而更負(fù)盛名。千百年來(lái),多少墨客騷人,傾倒于西湖的秀水幽山,他們各逞所能,創(chuàng)作了大量詩(shī)、詞、曲、賦、文、聯(lián)、劇、畫(huà)、字、印等,乃至神話傳說(shuō)、民間故事、工藝珍品、名點(diǎn)佳肴, 無(wú)不是西湖山水滋養(yǎng)哺育之下的精神文化產(chǎn)物。反過(guò)來(lái), 它們又澤潤(rùn)山水,美化山水,傳播山水。更難能可貴的是,華夏山水何止千萬(wàn),像西湖那樣自唐以來(lái),被文學(xué)藝術(shù)史上幾乎所有的大家寫(xiě)人詩(shī)文書(shū)畫(huà)連篇累犢的卻是絕無(wú)僅有。據(jù)一家國(guó)外的權(quán)威機(jī)構(gòu)考證:杭州是今天中國(guó)幸福指數(shù)最高的城市,杭州有此榮耀,因?yàn)楹贾萦形骱?/p>

4.安逸的西溪

西溪國(guó)家濕地公園位于杭州市區(qū)西部,是杭州最大的一塊濕地,距西湖不到5公里,是罕見(jiàn)的城中次生濕地。這里生態(tài)資源豐富、自然景觀質(zhì)樸、文化積淀深厚,曾與西湖、西泠并稱杭州“三西”,是目前國(guó)內(nèi)第一個(gè)也是唯一的集城市濕地、農(nóng)耕濕地、文化濕地于一體的國(guó)家濕地公園。西溪之勝,獨(dú)在于水。園區(qū)約70 % 的面積為河港、池塘、湖漾、沼澤等水域,正所謂“一曲溪流一曲煙”。整個(gè)園區(qū)六條河流縱橫交匯,其間分布著眾多的港灣和魚(yú)塘,形成了西溪獨(dú)特的濕地景致,溪流、港灣、魚(yú)塘、蘆花、柿樹(shù)、竹筍、菱角構(gòu)成了江南水鄉(xiāng)的特有韻味。2003年8月,西溪濕地綜合保護(hù)工地從原始的原生態(tài)濕地演變?yōu)榇紊鷳B(tài)濕地,西溪濕地的自然生態(tài)、人文生程正式啟動(dòng)。工程遵循著“生態(tài)優(yōu)先、最小干預(yù)、修舊如舊、注重文化、以人為本、可持續(xù)發(fā)展”的原則,通過(guò)農(nóng)居搬遷、河道清淤、植物復(fù)種、生態(tài)駁坎、房屋整修等各種措施,對(duì)西溪濕地的水體、地貌、動(dòng)植物資源、民俗風(fēng)物、歷史文化等進(jìn)行科學(xué)的保護(hù)和恢復(fù),從而打造杭州特有的濕地生態(tài)品牌,全面提升杭州的生態(tài)、環(huán)境質(zhì)量和國(guó)際旅游名城品位。

三、從西湖時(shí)代跨越到錢(qián)塘江時(shí)代

杭州曾是五代時(shí)吳越國(guó)和南宋的都城,杭州建城至今已有兩千多年,在錢(qián)俶手里,杭州就確立了老城區(qū)“三面云山一面城”的城市格局,西湖時(shí)代已經(jīng)至少延續(xù)了一千多年。杭州城市要繼續(xù)發(fā)展,就必須擺脫原有的面貌受束縛的局面,真正拉開(kāi)城市建設(shè)的架勢(shì)。從“西湖時(shí)代”轉(zhuǎn)向“錢(qián)塘江時(shí)代”,這為杭州的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的空間,同時(shí),也豐富了杭州水文化在新時(shí)代的內(nèi)涵。

1.時(shí)代必然性

杭州城市的起源與形成和錢(qián)塘江河口海灣的演化息息相關(guān),最初靈隱山下的天竺谷地,成為錢(qián)塘縣最初的縣治所在地;自唐以后,杭州城的發(fā)展才與西湖的開(kāi)發(fā)利用緊密聯(lián)系起來(lái)。到唐代大歷年間,官吏引西湖淡水人城,城市發(fā)展的重心逐漸由錢(qián)塘江之濱轉(zhuǎn)向圍繞西湖發(fā)展,自此進(jìn)入西湖時(shí)代。

20世紀(jì)90年代,“三面云山一面城”的面貌嚴(yán)重束縛了城市的進(jìn)一步擴(kuò)展。在10余年的論證后,杭州市提出了開(kāi)拓城市發(fā)展新空間,由“西湖時(shí)代”邁向“錢(qián)塘江時(shí)代”,繼而又明確以錢(qián)塘江為軸,兩岸共同發(fā)展的新思路?？缃l(fā)展戰(zhàn)略的提出,其更深遠(yuǎn)的意義是使杭州城市復(fù)歸到錢(qián)塘江時(shí)代發(fā)展新階段。錢(qián)塘江時(shí)代是西湖時(shí)代的繼承與創(chuàng)新,兩者同根同生。同時(shí),和西湖時(shí)代的精致和諧相對(duì)應(yīng),錢(qián)塘江時(shí)代強(qiáng)調(diào)的更是開(kāi)放大氣的形象。

放眼杭城,無(wú)論是城西高尚居住區(qū)、沿西湖風(fēng)景旅游區(qū)還是城北一帶,其基本還是圍繞西湖為核心的單核城區(qū),且城市功能單一化十分明顯。而錢(qián)塘江,杭州市境范圍內(nèi)全長(zhǎng)20公里,北岸老城區(qū)較為成熟,南岸及下沙為依托經(jīng)濟(jì)強(qiáng)區(qū)蕭山的新城區(qū),線型平面上可規(guī)劃、開(kāi)發(fā)用地量在杭城具有無(wú)以比擬的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),錢(qián)塘江作為浙江母親河、省內(nèi)最大的江河水系,其生態(tài)價(jià)值及人文、景觀價(jià)值彌足珍貴。

2.實(shí)施可行性

多樣性的水不僅是杭州城之瑰寶,更是杭州的城之命脈。水是生活的源泉, 是構(gòu)筑杭州環(huán)境品質(zhì)的特色;水又是杭州文化的象征,孕育了杭州的西湖文化、運(yùn)河文化、錢(qián)江文化、西溪文化。打造“五水共導(dǎo)”的“和諧杭州”,推進(jìn)跨江發(fā)展。把“沿江開(kāi)發(fā)、跨江發(fā)展”擺在更加突出的位置,保老城、建新城、促融合,推動(dòng)杭州城市發(fā)展從“西湖時(shí)代”邁人“錢(qián)塘江時(shí)代”。

按照規(guī)劃, 杭州目前正在有序的按照“一主三副六組團(tuán)”的步驟進(jìn)行建設(shè)發(fā)展。其中,在市區(qū)沿錢(qián)塘江將規(guī)劃建設(shè)湘湖新城、之江新城、濱江新城、錢(qián)江新城、城東新城、錢(qián)江世紀(jì)城、空港新城、下沙新城、江東新城、臨江新城等“十大新城”。

3．戰(zhàn)略重要性

面對(duì)嶄新的機(jī)遇,杭州乘勢(shì)而上,科學(xué)確定城市功能和布局,制定實(shí)施氣勢(shì)恢宏的“城市東擴(kuò)、旅游西進(jìn)、沿江開(kāi)發(fā)、跨江發(fā)展”戰(zhàn)略。為杭州建設(shè)成為中國(guó)特色、時(shí)代特點(diǎn)、杭州特征,覆蓋城鄉(xiāng)、全民共享,與世界名城相媲美的“生活品質(zhì)之城”的城市定位做出貢獻(xiàn)。

從西湖時(shí)代到錢(qián)塘江時(shí)代,是以錢(qián)塘江為生態(tài)軸、錢(qián)塘江沿岸成熟區(qū)塊,即杭州老城區(qū)、蕭山區(qū)等為依托,兩岸夾江聯(lián)動(dòng)發(fā)展的21世紀(jì)杭州大都市格局的象征,代表著杭州城市的重心將從西湖轉(zhuǎn)向錢(qián)塘江,而城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也將由以旅游名城為核心的單一化走向游、學(xué)、住、創(chuàng)業(yè)等多元化、綜合型城市發(fā)展。在城市空間設(shè)計(jì)中,也將由原先聚焦西湖改變?yōu)橐藻X(qián)塘江——西湖為發(fā)展軸,錢(qián)塘江為生態(tài)軸及核心平行線,多點(diǎn)分區(qū)、功能呼應(yīng)的全新格局。錢(qián)塘江時(shí)代的意義,一方面在于城市功能及老城區(qū)壓力的釋放,可以在很大程度上解決老城區(qū)就業(yè)、居住、生活、娛樂(lè)等問(wèn)題,平衡城市空間結(jié)構(gòu)。另一方面,它將是新城市宏圖的理想載體,開(kāi)放型的地理位置及城市交通都為大都市提供了廣闊前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 打造五水共導(dǎo)“和諧杭州”[N].浙江日?qǐng)?bào),2006-07-21

[2] 劉志琰，孟陽(yáng)。武漢水文化研究[J].中國(guó)水運(yùn),2006(11):100～101

第四篇：材料與人類文明、論文

材料與人類文明論文

航空航天中的合金材料

姓名：徐宗真 指導(dǎo)教師：楊森 學(xué)號(hào)：2111704021 年級(jí)：2011級(jí) 專業(yè)：飛行器設(shè)計(jì)與工程

2012-05-23

航空航天中的合金材料

目錄

緒論·······························································3 摘要·······························································3

一、鋁合金

1.1簡(jiǎn)介··············································4 1.2合金化············································4

二、鈦合金

2.1簡(jiǎn)介··············································4 2.2分類及特征········································4

三、鎂合金

3.1簡(jiǎn)介··············································5 3.2合金化············································5

四、發(fā)展前景

4.1前景展望···········································5 參考文獻(xiàn)··················································7

航空航天中的合金材料

航空航天中的合金材料

緒論：

航空航天材料包括金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料和先進(jìn)復(fù)合材料四大類，按其使用功能又可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類。航空航天材料既是研制生產(chǎn)航空航天產(chǎn)品的物質(zhì)保障，又是推動(dòng)航空航天產(chǎn)品更新?lián)Q代的技術(shù)基礎(chǔ)。由于航空航天產(chǎn)品受其使用環(huán)境和條件的制約，對(duì)材料也提出了更為嚴(yán)格的要求。對(duì)結(jié)構(gòu)材料，就要求其要有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕的特性。除結(jié)構(gòu)材料外，功能材料也在航空航天器中發(fā)揮著重要的作用。

摘要

隨著人類探索太空步伐的加快，對(duì)航天飛行器的要求越來(lái)越高。航天飛行器在超高溫、超低溫、高真空、高應(yīng)力、強(qiáng)腐蝕等極端條件下工作，除了依靠?jī)?yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外，還有賴于材料所具有的優(yōu)異特性和功能。對(duì)航天材料而言，輕質(zhì)高強(qiáng)、耐高溫、耐低溫和耐腐蝕是航天產(chǎn)品選材的主要標(biāo)準(zhǔn)。

輕合金和超高強(qiáng)度鋼都是航空航天飛行器的主要結(jié)構(gòu)材料。輕合金和超高強(qiáng)度鋼的主要特點(diǎn)都是比強(qiáng)度高，綜合性能好。因此，特別適合于制造航空航天飛行器。

關(guān)鍵詞：航空航天；鋁合金；鈦合金；鎂合金

一、鋁合金

鋁合金密度小、延性好、耐腐蝕、易加工、價(jià)格便宜。因此，幾乎從三十年代開(kāi)始，人們就企圖用鋁合金制造飛機(jī)。近年，其他樹(shù)脂基復(fù)合材料在飛機(jī)機(jī)體和運(yùn)載火箭箭體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益增多，但是鋁合金至今仍是飛機(jī)機(jī)體和運(yùn)載火箭箭體結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)材料。

航空航天中的合金材料

1.1 簡(jiǎn)介：

鋁合金一般按其生產(chǎn)和加工方法分為變形鋁合金和鑄造鋁合金兩大類。航空航天器主要應(yīng)用變形鋁合金的各種半成品加工成各種零部件，或用鑄造鋁合金直接生產(chǎn)零部件。

1.2 合金化：

純鋁的強(qiáng)度很低，不適合作為結(jié)構(gòu)材料使用。作為結(jié)構(gòu)材料使用的鋁合金都必須通過(guò)合金化或其他手段來(lái)提高其強(qiáng)度。

很多元素都能與鋁形成合金。

在航空航天工業(yè)中使用的主要是可以熱處理強(qiáng)化的鋁合金。

鋁合金的熱處理是控制性能的重要手段。同一成分的合金，通過(guò)不同的熱處理，可以得到相差很大的性能。

除了為強(qiáng)化合金而加入的元素外，鋁合金中還加入一些起其他作用的元素。一些過(guò)渡元素（Cr、Mn、Ti、Zr等）在鋁中的固溶度很小，沒(méi)有多少?gòu)?qiáng)化作用。但它們與鋁形成一些金屬間化合物，它們對(duì)控制鋁合金的晶粒結(jié)構(gòu)有重要的作用。因此，工業(yè)鋁合金中通常加入一些過(guò)渡族元素。

二、鈦合金

2.1 簡(jiǎn)介：

鈦合金是航空航天器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料。鈦合金的密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好、熱強(qiáng)性高，在航空、航天工業(yè)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用，特別是用于飛機(jī)機(jī)體和發(fā)動(dòng)機(jī)中要求強(qiáng)度高及熱強(qiáng)性好的部位。

2.2 分類及特征：

鈦合金一般分為三大類：α型合金、β型合金、α+β型合金。

一般來(lái)說(shuō)，α型合金熱強(qiáng)性好、可焊，但熱加工困難。β型合金室溫強(qiáng)度高，成型容易，可熱處理。而α+β型合金介于兩者之間，可以通過(guò)熱加工和熱處理較大范圍的調(diào)整其顯微結(jié)構(gòu)和性能。

隨著我國(guó)航天技術(shù)發(fā)展，粉末鈦合金和鑄造鈦合金獲得了廣泛的應(yīng)用。航天飛行器速度提高，以及對(duì)構(gòu)件輕質(zhì)化、低成本和高可靠性的苛刻要求給粉末鈦合

航空航天中的合金材料

金和鑄造鈦合金的應(yīng)用發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇。粉末鈦合金與鑄造鈦合金相比較，其內(nèi)部組織細(xì)小均勻，不存在成分偏析，性能優(yōu)于鑄造鈦合金。高性能粉末鈦合金目前已在國(guó)外先進(jìn)的航空航天關(guān)鍵部件上得到應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究也取得了較好的進(jìn)展。

三、鎂合金

3.1 簡(jiǎn)介：

鎂合金的密度比鋁合金和鈦合金的密度低得多。鎂合金曾在航空航天和其他工業(yè)部門(mén)中有較多的應(yīng)用。但是由于其耐腐蝕性差和一些其他問(wèn)題，后來(lái)在航空航天上的應(yīng)用大大的減少了。近年來(lái)，由于合金生產(chǎn)技術(shù)和性能的改進(jìn)，鎂合金在航空航天和其他領(lǐng)域上的應(yīng)用有上升趨勢(shì)。

3.2 合金化：

鎂合金主要采用固溶強(qiáng)化。與鎂形成固溶體的合金元素很多，主要有Al、Zn、Li、Ce、Zr、Th、Ag等。Mg-Al-Zn系和Mg-Zn-Zr系是最常見(jiàn)的合金系。Mg-Zn-Zr系中常加入少量Mn來(lái)改善其抗蝕性。Zr對(duì)鎂合金有強(qiáng)烈的細(xì)化晶粒作用。有些鎂合金有沉淀強(qiáng)化效應(yīng)，但其作用比在鋁合金中要少得多，而且鎂合金中的沉淀過(guò)程十分復(fù)雜。

鎂合金具有良好的鑄造性能，鑄造鎂合金應(yīng)用十分廣泛。鎂的晶體結(jié)構(gòu)是六方結(jié)構(gòu)，其變形性能不是很好，比立方結(jié)構(gòu)的金屬差。

鎂合金變形性能不是很好，特別是在低溫條件下。當(dāng)溫度高于250℃時(shí)，變形就容易多了。因此通常通過(guò)熱加工生產(chǎn)變形鎂合金產(chǎn)品。一般在300~500℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行軋制、擠壓和鍛造。

四、發(fā)展前景

由于太空飛行器的相對(duì)載荷較小，因此減輕材料的比重，尋找質(zhì)優(yōu)量輕的新材料成為科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。在這一點(diǎn)上鈦合金已占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

我國(guó)航天飛行器上應(yīng)用的鈦及鈦合金未來(lái)的發(fā)展方向是：

1、高性能化，即研制具有良好的強(qiáng)度和塑性相配合的高強(qiáng)韌鈦合金和耐溫性能更優(yōu)異的鈦合金;

2、低成本化，即發(fā)展不含或少含貴重金屬元素的鈦合金和易加工成形、易切

航空航天中的合金材料

削加工的鈦合金等;

3、高加工率，即發(fā)展粉末冶金、超塑成形-擴(kuò)散連接(SPF-DB)、精密鑄造等技術(shù)。[摘自中國(guó)鈦合金發(fā)展報(bào)告] 我國(guó)鎂資源儲(chǔ)量世界第一，是世界上最多大的鎂生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)。但我國(guó)鎂合金應(yīng)用開(kāi)發(fā)嚴(yán)重滯后，80%以上作為初級(jí)原料低價(jià)出口。我國(guó)發(fā)展鎂合金工業(yè)正面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，加快高性能鎂合金的研究、應(yīng)用與產(chǎn)品制備高技術(shù)的開(kāi)發(fā)，使我國(guó)我國(guó)在這一領(lǐng)域搶占制高點(diǎn)。

不僅如此，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程材料”的鎂合金材料，將在汽車(chē)、計(jì)算機(jī)、通信器材及消費(fèi)類電子產(chǎn)品、航空航天、國(guó)防軍工等領(lǐng)域具有越來(lái)越重要的應(yīng)用價(jià)值。

航空航天中的合金材料

參考文獻(xiàn)

[1]李成功.航空航天材料.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002 [2]陳振華（譯）.鈦與鈦合金.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [3]丁文江.鎂合金科學(xué)與技術(shù).北京：科學(xué)出版社，2007

第五篇：材料與人類文明論文

西安交通大學(xué)

材料與人類文明論文

納米材料及其發(fā)展前景

2014.05.16

納米材料及其發(fā)展前景 摘要

納米技術(shù)的發(fā)展和納米材料的出現(xiàn)標(biāo)志著人類認(rèn)識(shí)自然達(dá)到了一個(gè)新的層次，人類的科學(xué)技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代——納米科技時(shí)代。納米技術(shù)在人類社會(huì)發(fā)展中日益顯示的重要作用，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)、生活都將產(chǎn)生深刻的影響。納米技術(shù)的研究和廣泛的應(yīng)用，亦促進(jìn)了人類認(rèn)識(shí)領(lǐng)域的革命性飛躍。然而，納米技術(shù)的發(fā)展也正如其他科技一樣，必然同樣受到人性的規(guī)約，這樣才能保證現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的正確方向，才能為人類文明的進(jìn)步服務(wù)。前言

材料是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。一種新材料的誕生，可以引起人類文化和生活的巨大變化。近年出現(xiàn)的納米材料，是納米技術(shù)和材料科學(xué)的產(chǎn)物。

基本概念

1990年在美國(guó)巴爾的摩召開(kāi)的第一屆納米科技會(huì)議上統(tǒng)一了概念，正式提出納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)和納米機(jī)械學(xué)的概念。納米材料是指那些由尺寸小于100nm(0.1-100nm)的超精細(xì)顆粒構(gòu)成的材料的總稱?；咎匦?/p>

納米材料具有了一些區(qū)別于相同化學(xué)元素形成的其他物質(zhì)材料特殊的物理或是化學(xué)特性例如：其力學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性、熱學(xué)特性等納米技術(shù)就是利用納米材料的奇妙性能，制造具有特定功能的零部件和產(chǎn)品的技術(shù)。如今，納米技術(shù)已向我們走來(lái)，并將得到廣泛應(yīng)用。

1、力學(xué)性質(zhì)：高韌、高硬、高強(qiáng)是結(jié)構(gòu)材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用的經(jīng)典主題。具有納米結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度與粒徑成反比。納米材料的位錯(cuò)密度很低，位錯(cuò)滑移和增殖符合Frank-Reed模型。

2、熱學(xué)性質(zhì)：納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變?nèi)醯慕Y(jié)果。

3、電學(xué)性質(zhì)：由于晶界面上原子體積分?jǐn)?shù)增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚至發(fā)生尺寸誘導(dǎo)金屬——絕緣體轉(zhuǎn)變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫(kù)侖堵塞效應(yīng)制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點(diǎn)。

4、磁學(xué)性質(zhì)：納米多層膜系統(tǒng)的巨磁電阻效應(yīng)高達(dá)50%，可以用于信息存儲(chǔ)的磁電阻讀出磁頭，具有相當(dāng)高的靈敏度和低噪音。同時(shí)納米巨磁電阻材料的磁電阻與外磁場(chǎng)間存在近似線性的關(guān)系，所以也可以用作新型的磁傳感材料。

納米材料的主要應(yīng)用

1）納米陶瓷——新型的組織工程材料。

納米陶瓷在人工骨、人工關(guān)節(jié)、人工牙齒及牙種植體、耳聽(tīng)骨修復(fù)體等人工器官制造及臨床應(yīng)用領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

2）納米材料用于細(xì)胞分離和染色。

利用納米微粒進(jìn)行細(xì)胞分離技術(shù)很可能在腫瘤早期從血液中檢查出癌

細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷和治療。

3）納米材料可實(shí)現(xiàn)可控、靶向、緩釋性給藥。

伊利諾伊大學(xué)的Tajel Desai用可植入納米技術(shù)發(fā)明了一種可以根據(jù)體內(nèi)血糖水平分泌胰島素的納米植入物，將其植入糖尿病患者體內(nèi)，可免除注射胰島素的麻煩。

4）納米材料成為新型抗菌材料。

目前已研制出納米創(chuàng)口貼、納米抗菌潰瘍貼，具有護(hù)創(chuàng)作用，還能激活細(xì)胞，修復(fù)病變組織，加速傷口恢復(fù)，此外，還開(kāi)發(fā)出具有抗菌功能的多種紡織品及廣譜抗菌的新型醫(yī)用棉。

5）納米材料制造的醫(yī)用超微型機(jī)器人。

未來(lái)的納米機(jī)器人進(jìn)入機(jī)體后可隨血液流經(jīng)全身，并借助其靈敏的傳感器件和智能電腦系統(tǒng)對(duì)整個(gè)機(jī)體進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，并能根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行適時(shí)的改造和維護(hù)。

6）納米技術(shù)將推動(dòng)航空航天事業(yè)的發(fā)展。

納米技術(shù)將使科學(xué)家和工程師設(shè)計(jì)并制造出用于飛機(jī)、火箭、空間站等的輕質(zhì)、高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定的材料，它們?cè)诤娇蘸教祛I(lǐng)域的應(yīng)用前景極為廣闊。

7）納米技術(shù)在能源和環(huán)境領(lǐng)域大顯身手。

碳納米管作為新型的貯氫材料、電化學(xué)貯能材料在移動(dòng)通訊、信息技術(shù)、電動(dòng)汽車(chē)、航空航天和國(guó)防科技等方面具有極其重要和廣闊的應(yīng)用前景。在環(huán)境保護(hù)方面，可以制造出具有高靈敏度、高選擇、高穩(wěn)定性和高重復(fù)性的應(yīng)用于氣體、化學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域的納米傳感器，可以監(jiān)視和檢測(cè)環(huán)境。

納米材料的發(fā)展前景展望

經(jīng)過(guò)幾十年對(duì)納米技術(shù)的研究探索，現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)能夠在實(shí)驗(yàn)室操縱單個(gè)原子，納米技術(shù)有了飛躍式的發(fā)展。納米技術(shù)的應(yīng)用研究正在半導(dǎo)體芯片、癌癥診斷、光學(xué)新材料和生物分子追蹤4大領(lǐng)域高速發(fā)展?？梢灶A(yù)測(cè)：不久的將來(lái)納米金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管、平面顯示用發(fā)光納米粒子與納米復(fù)合物、納米光子晶體將應(yīng)運(yùn)而生；用于集成電路的單電子晶體管、記憶及邏輯元件、分子化學(xué)組裝計(jì)算機(jī)將投入應(yīng)用；分子、原子簇的控制和自組裝、量子邏輯器件、分子電子器件、納米機(jī)器人、集成生物化學(xué)傳感器等將被研究制造出來(lái)。

納米技術(shù)目前從整體上看雖然仍然處于實(shí)驗(yàn)研究和小規(guī)模生產(chǎn)階段，但從歷史的角度看：上世紀(jì)70年代重視微米 科技的國(guó)家如今都已成為發(fā)達(dá)國(guó)家。當(dāng)今重視發(fā)展納米技術(shù)的國(guó)家很可能在21世紀(jì)成為先進(jìn)國(guó)家。納米技術(shù)對(duì)我們既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，又是難得的機(jī)遇。必須加倍重視納米技術(shù)和納米基礎(chǔ)理論的研究，通過(guò)納米材料科學(xué)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的改性，增加其高科技含量以及發(fā)展納米結(jié)構(gòu)的新型產(chǎn)品，目前已出現(xiàn)可喜的苗頭，具備了形成21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)。納米材料將成為材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)大放異彩的明星展現(xiàn)在新材料、能源、信息等各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮舉足輕重的作用。隨著其制備和改性技術(shù)的不斷發(fā)展，納米材料在精細(xì)化工和醫(yī)藥生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域會(huì)得到日益廣泛的應(yīng)用，為我國(guó)在21世紀(jì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整個(gè)人類社會(huì)將因納米技術(shù)的發(fā)展和商業(yè)化而產(chǎn)生根本性的變革。