針對(duì)新型無(wú)機(jī)非金屬材料研究進(jìn)展與未來(lái)展望

賈興武

摘 要：在社會(huì)的發(fā)展中，科學(xué)技術(shù)獲得了有效的提升，能源對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有較大的影響。我國(guó)常規(guī)的能源資源并不豐富，能源短缺，可是無(wú)機(jī)非金屬材料工業(yè)作為四大材料工業(yè)之一，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)尤為關(guān)鍵。不論在建筑范疇、科研范疇還是新型技術(shù)范疇均十分重要。

關(guān)鍵詞：新型；無(wú)機(jī)非金屬材料；研究進(jìn)展；未來(lái)展望

新型材料與其他科學(xué)范疇的材料成為了高新技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)根基，已經(jīng)變成了當(dāng)前新型技術(shù)的帶頭者，且在未來(lái)的高新科技發(fā)展范疇內(nèi)具有主要的地位。新型無(wú)機(jī)非金屬材料在新型材料中十分關(guān)鍵，在新材料科技內(nèi)尤為重要。

1 新型無(wú)機(jī)非金屬材料的研究進(jìn)展

1.1 低維化的發(fā)展

低維化發(fā)展主要體現(xiàn)在宏觀與微觀方面。在宏觀中的低維化由體材料逐漸轉(zhuǎn)變成薄膜材料以及纖維材料。比如現(xiàn)代信息功能器件均通過(guò)集成化，在此區(qū)間主要使用的則為薄膜材料。薄膜材料的特殊作用展現(xiàn)為結(jié)構(gòu)材料也通過(guò)薄膜材料進(jìn)行改變，令結(jié)構(gòu)材料更加具有抗耐磨性。身為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主體的纖維也一樣具有尤為重要的作用。

以微觀角度探討低維化，也就是無(wú)機(jī)非金屬材料的結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)趨于納米。當(dāng)前人們更為注重納米尺度中的超晶格薄膜、納米線至納米點(diǎn)材料的結(jié)構(gòu)當(dāng)中，在未來(lái)的發(fā)展中更加應(yīng)當(dāng)將納米器件作為核心來(lái)分析納米材料的合成以及組裝進(jìn)行調(diào)控[1]。

1.2 復(fù)合化發(fā)展

身為無(wú)機(jī)非金屬材料和金屬材料以及有機(jī)高分子材料的復(fù)合化發(fā)展形勢(shì)，復(fù)合化最終以應(yīng)用為目標(biāo)。當(dāng)前無(wú)機(jī)非金屬材料已經(jīng)大量使用在鋼筋混凝土、玻璃鋼等方面，而最關(guān)鍵的則是通過(guò)有機(jī)高分子以及無(wú)機(jī)玻璃纖維構(gòu)成，成為了建筑材料發(fā)展的形勢(shì)。

1.3 智能化發(fā)展

材料的智能化成為人們關(guān)心的方面，材料智能化則屬于材料性能的豐富性，不但吸收了外界環(huán)境變化的信息，還可以及時(shí)做好反饋。智能化功能材料大多數(shù)是多片壓電以及鐵電陶瓷繁瑣的構(gòu)造，當(dāng)前運(yùn)用范疇較為豐富的建筑智能化，能夠有效提升建筑材料的安全智能性。

1.4 節(jié)能、降耗的發(fā)展

因?yàn)閭鹘y(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的產(chǎn)業(yè)屬于耗能較高、污染環(huán)境的范疇。在可持續(xù)發(fā)展觀的推動(dòng)下，想要具有徹底、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的概念，則需轉(zhuǎn)變這一落后的傳統(tǒng)理念，通過(guò)科學(xué)發(fā)展，探尋出能耗較低、污染較少的全新合成工藝，提升產(chǎn)品的性能與技術(shù)，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)構(gòu)造與有效運(yùn)用的方法[2]。

2 我國(guó)在無(wú)機(jī)非金屬當(dāng)中的不足

在我國(guó)的傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料的發(fā)展當(dāng)中，具有眾多不足之處，與發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)比，存在較大的距離，其主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的等級(jí)過(guò)低、資源的耗費(fèi)較高、能源的耗費(fèi)巨大，并由于資源及能源的高消耗，最終令環(huán)境受到嚴(yán)重的污染。

無(wú)機(jī)非金屬新材料研發(fā)中的不足是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)環(huán)境所限，我國(guó)當(dāng)前依舊處在發(fā)展中國(guó)家的階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家具有一定差距，對(duì)于當(dāng)前狀況而言，雖然獲得了一些成績(jī)，可是還具有一些差距，這是由于技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施的落后、無(wú)機(jī)非金屬自身材料的性能較差，品種不夠全面。

3 新型無(wú)機(jī)非金屬材料的未來(lái)展望

3.1 生物器件與材料

生物器件和材料的發(fā)展主要有3個(gè)方面，則為生物醫(yī)用材料、仿生材料以及生物體系模擬。生物醫(yī)用材料可以用在代替人體器官方面，這一使用對(duì)材料具有較高的要求，需要無(wú)血凝、無(wú)毒、無(wú)害，并且，還需具有匹配性的力學(xué)性能。對(duì)于仿生材料而言，經(jīng)過(guò)模仿生物體解剖構(gòu)造以及功能結(jié)構(gòu)的參考，完成提升材料的韌性及強(qiáng)度。

3.2 智能材料

形狀記憶合金、濕敏陶瓷、光敏陶瓷等可以對(duì)外界環(huán)境的感應(yīng)給出智能反應(yīng)。比如透過(guò)智能系統(tǒng)的掌控以及運(yùn)用智能材料，能夠預(yù)示災(zāi)害的發(fā)生，并提高預(yù)警的正確度。

3.3 環(huán)境材料

環(huán)境材料會(huì)透過(guò)間接或直接的方法降低對(duì)環(huán)境的影響，所以此類(lèi)材料還被稱(chēng)之為低環(huán)境復(fù)合材料。環(huán)境材料包含了節(jié)能材料、無(wú)污染低污染材料、天然原材料、長(zhǎng)壽命材料、可循環(huán)材料、輕質(zhì)材料等。當(dāng)前時(shí)期建筑行業(yè)在制造生產(chǎn)與實(shí)踐當(dāng)中，均持續(xù)推動(dòng)全新的環(huán)境材料，比如建筑施工中運(yùn)用輕質(zhì)材料。

3.4 納米材料

新型材料內(nèi)最被大眾所熟悉的則為納米材料。納米材料在納米工程以及納米技術(shù)中尤為關(guān)鍵，納米材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及晶體對(duì)材料的特殊性能尤為關(guān)鍵。納米材料因?yàn)槠漭^易成型、燒結(jié)溫度要求不高、表層源自擴(kuò)散速度迅速，變成了新型材料中可塑性較強(qiáng)的一類(lèi)材料。

3.5 計(jì)算機(jī)模擬和材料設(shè)計(jì)

在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展當(dāng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)在不同范疇中均獲得了廣泛的應(yīng)用。把材料設(shè)計(jì)融入到計(jì)算機(jī)技術(shù)當(dāng)中，能夠透過(guò)仿真模擬的形式分析和評(píng)估材料的性能及結(jié)構(gòu)，且對(duì)性能及結(jié)構(gòu)之間的銜接進(jìn)行分析，為材料的優(yōu)化給予條件。

3.6 傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)的武裝

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)在發(fā)展當(dāng)中，并不能脫離傳統(tǒng)材料，因?yàn)閭鹘y(tǒng)材料具備了眾多的特質(zhì)，在我國(guó)材料的總數(shù)量當(dāng)中約占據(jù)95%以上，而且傳統(tǒng)材料的面積及其寬泛，從而令影響力也極為寬泛。我國(guó)的傳統(tǒng)材料在國(guó)際中的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)新材料在國(guó)際中的距離，其能耗較高、污染較為嚴(yán)重、品質(zhì)較差、品種規(guī)格較少。對(duì)于當(dāng)前情況而言，新材料與傳統(tǒng)材料相互間能夠共同發(fā)展，無(wú)法對(duì)哪一方面進(jìn)行偏廢。比如在新材料的分析當(dāng)中，以及新材料生產(chǎn)當(dāng)中，大多會(huì)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)、精選原料、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、新材料制作當(dāng)中相應(yīng)的零部件以及精密加工技術(shù)。而在如水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料等較為傳統(tǒng)的材料內(nèi)，則會(huì)對(duì)傳統(tǒng)材料進(jìn)行徹底改革。所以傳統(tǒng)材料的發(fā)展不但為新材料提供了較好的條件，還為相應(yīng)技術(shù)提供了寬廣的舞臺(tái)，為新材料的發(fā)展鋪好了發(fā)展之路。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，對(duì)于無(wú)機(jī)非金屬材料行業(yè)的發(fā)展而言，新型無(wú)機(jī)非金屬材料具有無(wú)法取締的位置，其對(duì)我國(guó)乃至全球而言均屬于全新的產(chǎn)業(yè)，只有把握機(jī)會(huì)，才能夠提升國(guó)家的各種水平，打造出更好的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)

[1]羅偉華，周振君，劉超，等.無(wú)機(jī)非金屬牙科修復(fù)生物材料的研究進(jìn)展與展望[J].中國(guó)陶瓷，2013，（5）：6-9.

[2]汪靈.礦物材料的概念與本質(zhì)[J].礦物巖石，2010，（25）：1-9.

（作者單位：凌源鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司原料廠）