材料化學(xué)工程的理論研究與應(yīng)用發(fā)展

姚皓云

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，材料化學(xué)工程扮演著越來越重要的角色，并且在能源和國防方面處于舉足輕重的地位?？梢栽鰪娢覈膰缹嵙Γ⑶夷芨咝У乩媚茉?。因此，對材料化學(xué)工程進行現(xiàn)狀分析和前景研究具有特別重要的意義，可以為材料化學(xué)工程這一學(xué)科有重要的參考價值。材料化學(xué)工程的應(yīng)用與新能源的開發(fā)相掛鉤，肩負著開發(fā)新能源的重要責(zé)任。

關(guān)鍵詞：材料化學(xué)工程；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展

引言：隨著材料化學(xué)的發(fā)展，對環(huán)境造成了巨大的威脅。對此國家對環(huán)境保護越來越重視，在習(xí)近平的領(lǐng)導(dǎo)下，通過制定相關(guān)的法律法規(guī)來實現(xiàn)節(jié)約能源、減少排放，以此實現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在過去的幾年中，雖然經(jīng)濟效應(yīng)得以快速發(fā)展，但我國的很多能源卻被破壞甚至枯竭了。如何使用先進的化學(xué)材料，來滿足生產(chǎn)過程中的需求，是國家目前重點解決的問題。材料化學(xué)工程的應(yīng)用可以解決這一問題，可以提高能源的循環(huán)利用率，并且減少有污染的氣體排放。

一、材料化學(xué)工程的應(yīng)用材料

1、納米材料

納米材料在材料化學(xué)工程中處于很重要的位置。由于納米是一種微小的計量單位，所以很少可以使用其他材料來代替。納米材料可以從化學(xué)，力學(xué)，磁學(xué)，熱學(xué)等方面來劃分。在生產(chǎn)過程中，納米材料可以用在光和電、光和熱的轉(zhuǎn)換材料上，例如被應(yīng)用在紅外感元器件上。納米技術(shù)應(yīng)用廣泛，可以應(yīng)用到多個領(lǐng)域中，例如納米材料可以用來制成具有抗菌性纖維，并且這種效果在業(yè)內(nèi)被廣泛接納。

2、先進陶瓷

通過使用性能的不同，可以將先進陶瓷劃分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。首先，對結(jié)構(gòu)陶瓷進行剖析。結(jié)構(gòu)陶瓷可以應(yīng)用在熱能和化學(xué)應(yīng)用方面，具有較強的機械力，它具有較高的強度和硬度，并且抗高溫高壓和腐蝕，這使得他在材料化學(xué)工程中被廣泛應(yīng)用。而且比其他聚合物材料更占優(yōu)勢。眾所周知，防彈玻璃是高強度、高硬度的，并且在生產(chǎn)過程中被廣泛使用。其實，防彈玻璃是由Al？O3和MgO混合而成的，這種玻璃具有耐高溫的特點，即使在2000℃的高溫下依舊不會被融化。通常情況下這種具有高強度且耐磨的陶瓷會在軸承制作上使用。還有一些其他材質(zhì)的材料也經(jīng)常被使用到，例如，氧化鋯也具有較高的強度與柔韌度，并且氧化鋯制成的東西不會生銹也不會導(dǎo)電。生物陶瓷也屬于結(jié)構(gòu)陶瓷，它的性能和納米材料相似，并且它能與人體組織親密結(jié)合，所以經(jīng)常被應(yīng)用在修復(fù)治療方面。

此外，功能陶瓷也被廣為利用。例如，在計算機領(lǐng)域就會大面積使用。并且壓電陶瓷在軍事方面也有舉足輕重的地位。如果我們對壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)進行深入分析，不難發(fā)現(xiàn)，它具有較強的性能，并且它的內(nèi)部是不對稱的，幾乎每一個方面都會承受壓力，從而在一定的方向中產(chǎn)生極化現(xiàn)象，并且還可能會出現(xiàn)電位差。如果我們要是想使晶體的形狀發(fā)生改變，或者是位置發(fā)生改變的話，那就可以選擇在特定的方位中施加電場。在軍事領(lǐng)域，原子彈發(fā)射時的起爆器就是使用壓電陶瓷的這種原理制成的[1]。在日常生活中我們還會使用敏感陶瓷，敏感陶瓷是有金屬氧化物中的多晶體構(gòu)成，包括熱敏和濕敏，具有較強的導(dǎo)電性。會對周圍的環(huán)境產(chǎn)生不同的影響，并且能夠迅速感受到周圍環(huán)境的變化，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。每一種陶瓷自身都有不同的特性，于是被運用在了各種不同的領(lǐng)域，目前在節(jié)能環(huán)保方面發(fā)揮著極為重要的作用。

3、新型薄膜材料

我們可以通過薄膜材料的差異，將這些材料劃分為磁性薄膜，納米復(fù)合薄膜等。隨著我國在這一方面研究的不斷突破，半導(dǎo)體的超晶格材料種類不停地發(fā)掘，從最開始的砷化鎵到現(xiàn)在的銦鎵砷，這些材料都被一一納入了最新一代的硅材料中。目前我們可以將制作工藝和硅的加工工藝進行融合，并運用到實際生產(chǎn)中去。目前一些常見的高科技材料以及激光器等都是利用了超晶格薄膜形成的。另外，這種材料在雷達設(shè)計過程中發(fā)揮著積極影響。

在我國材料化學(xué)工程研究領(lǐng)域上，最主要的就是國家重點實驗室的成立。南京工業(yè)大學(xué)在以往的研究基礎(chǔ)上，不斷突破新的領(lǐng)域找到適應(yīng)于國內(nèi)外學(xué)術(shù)領(lǐng)域上的需求。這種實驗室的建立有助于高水平的研究實驗，并且還可以通過實驗進行實踐，不僅可以鍛煉科研人員的實驗水平，還可以培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)型人才。技術(shù)方面世代相傳也是材料化學(xué)工程得以優(yōu)化的重要前提。我們要在材料化學(xué)工程中學(xué)習(xí)學(xué)術(shù)研究的重要手段，為國內(nèi)能源缺乏找到解決方案，突破在能源環(huán)境中遇到的麻煩，將化學(xué)工程與材料相互結(jié)合，從而達到資源的整合目的。這也是將來材料化學(xué)工程發(fā)展的前提。

二、應(yīng)用發(fā)展

材料科學(xué)中最重要的一部分就是材料化學(xué)，隨著新材料以及合成材料的深入研究這些材料得到了廣泛的應(yīng)用，并且在不同的領(lǐng)域發(fā)揮著極為重要的作用。因此，從未來的應(yīng)用發(fā)展角度來看，材料化學(xué)工程在應(yīng)用方面還有很大的提升空間，并且對材料的發(fā)展也有著積極的作用，特別是那些使用原子和分子設(shè)計的新型材料，給未來的材料化學(xué)領(lǐng)域發(fā)展提供了重要基礎(chǔ)。

材料化學(xué)工程在能源資源和軍事以及工業(yè)生產(chǎn)方面得到了廣泛應(yīng)用，簡而言之，可以說是材料科技的發(fā)展為這些領(lǐng)域做出了極大的貢獻。我們可以通過能源資源發(fā)展和環(huán)境保護方面采取一系列的保護措施，解決經(jīng)濟發(fā)展中的障礙問題突破瓶頸，從而來促進我國的綜合國力[2]。材料化學(xué)工程在能源資源方面和節(jié)能環(huán)保方面發(fā)揮著極其重要的作用，因此，一個國家的發(fā)展必定離不開材料化學(xué)工程的進步。

三、結(jié)束語

雖然我國地大物博，但是能源資源方面的缺乏一直限制著我國的經(jīng)濟發(fā)展，嚴重阻礙了國內(nèi)工業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，我們只有大力發(fā)展和研究材料科學(xué)才能使我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)型，并且找到解決能源資源短缺的方法。我國倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保，材料化學(xué)工程可以提高資源的循環(huán)使用率，這正好符合了我國新型的友好型社會關(guān)系[3]。目前我國的國防實力也深受材料化學(xué)工程的影響，因此，材料化學(xué)在各個領(lǐng)域被廣泛使用，國家理應(yīng)對這門學(xué)科引起高度重視，鼓勵研究者們發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在價值，并且培養(yǎng)大批具有相關(guān)專業(yè)知識的人才，從而推動我國社會經(jīng)濟的發(fā)展。

參考文獻：

[1]艾寧，計偉榮，項斌等.化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的探索與實踐[J].化工高等教育，2009（06）：28-31.

[2]魏雙峰，郭靜.材料化學(xué)工程的應(yīng)用及發(fā)展趨勢研究[J].魅力中國，2017（47）：230.

[3]沈濤.材料化學(xué)工程應(yīng)用及發(fā)展趨勢探討[J].魅力中國，2016（52）：204.