高分子材料未來研究方向的思考

朱聞宇

摘要：近些年來，我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度迅猛，科技進(jìn)步日新月異，高分子材料已融入人們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€角落，發(fā)揮著巨大的作用。就目前看來，高分子材料已從便捷人們?nèi)粘Ｉ?，逐漸向著促進(jìn)材料循環(huán)使用、減少環(huán)境污染的方向發(fā)展，在航天領(lǐng)域，高分子材料更是有著無法替代的作用價值。對高分子材料的未來發(fā)展方向進(jìn)行深入分析研究，就成為當(dāng)前相關(guān)科技工作人員所要做的一件意義非凡的事情。本文結(jié)合筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，就功能高分子的發(fā)展?fàn)顩r、主要用途、以及生物醫(yī)學(xué)材料開展闡述，并深入分析研究了高分子材料的納米技術(shù)的應(yīng)用荷載航天領(lǐng)域的應(yīng)用，最后進(jìn)行總結(jié)，希望能對相關(guān)科技工作人員的工作起到一定的幫助。

關(guān)鍵詞：科技發(fā)展；未來方向；高分子材料

1.功能高分子

1.1發(fā)展

所謂功能高分子材料，就是說和常規(guī)聚合物進(jìn)行比較，有著顯著區(qū)別的物理化學(xué)性質(zhì)、具有光學(xué)、電學(xué)等方面功能特殊的聚合物大分子，也是高分子材料中一個比較特殊的領(lǐng)域。通常情況下，泛指用量較少、性能特殊、可以產(chǎn)生重要新技術(shù)、并擁有一些特殊功能的高分子材料。隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，無論是生物醫(yī)藥、航天技術(shù)、交通技術(shù)、新能源開發(fā)、還是微電子技術(shù)等領(lǐng)域的進(jìn)步都離不開功能高分子材料。

1.2主要用途

1.2.1科技人員通過開展分子設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)新功能合成的目的，比如研制晶質(zhì)光盤。

1.2.2科技人員通過開展特殊加工，給材料賦予功能特性，比如塑料光纖和高分子膜。

1.2.3科技人員通過開展復(fù)合工作，讓兩種（包括兩種以上）擁有不同性能和功能的材料獲得新的功能。比如高分子磁性體和EMI/RFI屏蔽導(dǎo)電塑料。

1.3生物醫(yī)學(xué)材料

相關(guān)科技工作人員通過對自然骨成分和形成過程開展模擬工作，使用電化學(xué)反應(yīng)，給膠原分子的礦化和自組裝氣功微環(huán)境與反應(yīng)動力，獲得了那些在結(jié)構(gòu)與成分上相似與骨組織的生物活性涂層。并在可控范圍內(nèi)，釋放生物活性因子，促進(jìn)骨生長。也推動治愈速度、加強(qiáng)移植體材料生物活性的最有效方法之一，國內(nèi)外之所以把功能高分子材料作為重要的研究對象，就是因?yàn)楣δ芨叻肿硬牧蠐碛蟹浅＊?dú)特的“功能”和“性能”，在起到替換其他材料的同時，還可以幫助起增強(qiáng)性能，成為擁有全新性質(zhì)的功能性材料?？梢哉f，在功能高分子的發(fā)展領(lǐng)域，并沒有傳統(tǒng)意義上的學(xué)科邊界。相關(guān)科技工作人員必須加大力度，重視對功能高分子材料的研究，在實(shí)踐中不斷提高自身研發(fā)能力，邁入世界先進(jìn)技術(shù)行列之中。

2.應(yīng)用納米技術(shù)

通常情況下科技工作人員認(rèn)為，納米技術(shù)是對納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和納米材料性質(zhì)的一種研究技術(shù)，無論是什么性質(zhì)的材料，只要被高科技方法細(xì)化至納米量級，這一材料的物化性能將發(fā)生重大變化，在產(chǎn)生出物化現(xiàn)象的同時，將呈現(xiàn)出完全區(qū)別于常規(guī)材料的全新性質(zhì)。如果高分子材料和具備特殊性能的納米粒子相復(fù)合，那么高分子材料會在納米粒子的作用下改變或是增強(qiáng)自身的某些性能。所以，將納米技術(shù)應(yīng)用在高分子材料上，主要有兩個大類：第一，在高分子材料上開展納米結(jié)構(gòu)的制作和設(shè)計(jì)；第二，高分子材料和納米粒子的符合。

相關(guān)科技工作人員使用納米結(jié)構(gòu)與納米材料的各種特有性能，能夠?qū)⒏鄵碛鞋F(xiàn)實(shí)作用的新材料制作出來，所以，相關(guān)科技工作人員開展對納米高分子復(fù)合材料的開發(fā)工作，能夠使傳統(tǒng)聚合物工業(yè)技術(shù)得到有效改造，這一研究領(lǐng)域擁有非常大的市場潛力與研究價值。

3.航天領(lǐng)域應(yīng)用

上個世紀(jì)以來，以“兩彈一星”（核彈、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星）為代表的航天產(chǎn)品，直接帶動我國多想重要新材料的研制工作。進(jìn)入新世紀(jì)以來，無論是探月工程、還是載人航天，這些重點(diǎn)工程都需要各種新材料來支撐，推動我國多種新材料的研制工作獲得重大進(jìn)展。而高分子材料更是支撐我國航天工業(yè)快速發(fā)展的重要配套材料之一，其中包括工程塑料、密封劑、橡膠、涂料、以及膠黏劑。

作為一種有效的阻尼和密封材料，橡膠有著十分廣泛的應(yīng)用范圍。在航天工業(yè)中，為滿足實(shí)際需求，相關(guān)科技工作人員進(jìn)行了各種橡膠材料的攻關(guān)研制，并隨著工業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國高性能橡膠材料技術(shù)有了很大的進(jìn)步。所謂工程塑料，就是指一種可以作為結(jié)構(gòu)材料，在相對苛刻的物理化學(xué)環(huán)境中、在比較寬的溫度范圍里承受較大的機(jī)械應(yīng)力的有著較高性能的高分子材料。主要由氮雜環(huán)、萘環(huán)、以及苯環(huán)等通過酮基、砜基和醚基相連接組成。有著耐熱好、強(qiáng)度大、重量輕等優(yōu)秀特性，并逐漸把金屬材料取代，在裝備里大量次結(jié)構(gòu)件的制造。當(dāng)前，工程塑料應(yīng)用在國防裝備上的主要有聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰亞胺（PI）、聚氨酯（PU）等。而航天產(chǎn)品大多使用復(fù)合材料、以及輕合金。

所以，膠接技術(shù)和膠黏劑的應(yīng)用很普遍。但是，航天產(chǎn)品的使用環(huán)境相對苛刻，必須要擁有足夠的對微隕石、紫外線、高真空、熱循環(huán)等因素的承受能力。當(dāng)前航天材料和工藝研究所已經(jīng)研制出上百種密封劑和特種膠黏劑，包括有機(jī)硅類、酚醛樹脂類、丙烯酸酯類、聚氨酯類、有機(jī)硼類膠黏劑、以及環(huán)氧樹脂類等，其中很多膠黏劑已投入到航天飛船、衛(wèi)星、以及運(yùn)載火箭的實(shí)際使用中，并發(fā)揮了很大的作用價值。為航天事業(yè)的正常開展和進(jìn)步、航天領(lǐng)域的科研任務(wù)、甚至是航天員的生命安全提供堅(jiān)強(qiáng)保障，為我國航天事業(yè)的發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。

4.結(jié)束語

高分子材料也可以叫作聚合物材料，是由數(shù)以千萬計(jì)的化學(xué)鍵和分子化合物連接而成的，可以稱作“大分子化合物”。在日常生活中，居民使用的高分子材料主要是合成纖維、合成塑料、以及合作橡膠等高分子材料。早在上個世紀(jì)六十年代，我國就已經(jīng)擁有完善的高分子材料工業(yè)，滿足人們?nèi)粘Ｉ钚栌闷贰⒁轮?。在未來，高分子材料回想著材料功能化、以及納米高分子材料復(fù)合作用方向發(fā)展，并對人們的生活起到越來越重要的作用。相關(guān)技術(shù)工作人員想要真正做好高分子材料的研究工作，就必須學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識，研究發(fā)達(dá)國家的案例，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)方法，結(jié)合實(shí)際發(fā)展情況，不斷完善創(chuàng)新工作思維，加強(qiáng)國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)的交流合作，不斷提高自身專業(yè)能力，為我國高分子材料的發(fā)展做出貢獻(xiàn)?？梢赃@么說，在可以預(yù)期的未來，人類將進(jìn)入“高分子材料大發(fā)展”時代。

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（作者身份證號碼：320202199004100519）