化學材料的發(fā)展及其在醫(yī)學領(lǐng)域的應用探究

左政

摘 要：高中階段的化學學習通常以基礎(chǔ)化學理論知識為主，期間涉及的材料相關(guān)知識同樣以金屬材料、無機非金屬材料居多，對于復合材料、有機合成材料以及新材料等方面涉及較少，但材料科學作為推動和影響社會發(fā)展及日常生活的重要應用學科，在科學史和社會生活中有非常重要的作用。以高中化學所涉及的高分子材料、新材料等知識為切入點，簡要介紹了化學材料的當前發(fā)展趨勢并著重突出了新型材料在醫(yī)學領(lǐng)域的應用及重要意義。

關(guān)鍵詞：材料；化學；應用；醫(yī)學

通過高中化學的學習，我們接觸到了一些材料的簡單性質(zhì)以及對這些性質(zhì)的基本探究。實際上，材料作為我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕M成部分，它構(gòu)成了我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫奈锲?、器件等。而隨著科技的不斷發(fā)展進步，材料科學同樣日新月異，且隨著很多新材料的普及和應用，我們的生活水平和質(zhì)量也得到不同程度的提高，從不銹鋼到玻璃、水泥再到太陽能電池、光纖、芯片，每一種新材料的發(fā)現(xiàn)與應用都在不同領(lǐng)域改變著我們的生活。當前，新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標志，就是因為材料與我們的生活甚至經(jīng)濟發(fā)展、國防建設密切相關(guān)。

與之相關(guān)的材料科學更是一門基于化學、物理，廣泛涉及力學、計算機科學、數(shù)學和生物學等多學科領(lǐng)域的多學科交叉的綜合性學科。材料科學研究材料的性質(zhì)、組成和結(jié)構(gòu)以及它們之間的關(guān)系與材料的合成和加工等?？梢哉f，材料的研究既是以探索自身規(guī)律為目標的基礎(chǔ)科學研究，又是與化工、冶金、能源、電子和機械等工程技術(shù)密切相關(guān)的應用科學，在工業(yè)、軍事、航天航空、信息技術(shù)、交通運輸乃至醫(yī)學等領(lǐng)域都發(fā)揮著無可替代的作用。

一、化學材料的發(fā)展現(xiàn)狀及新材料的應用

化學材料的發(fā)展進步實際上等同于我們?nèi)祟愰L期認識、改造自然的歷史過程。從石器、青銅到鐵器時代，人類逐步掌握了對于一些自然材料的生產(chǎn)、使用和加工技藝，讓它們變成了可以服務我們生活的材料，進而逐漸滿足更多的生產(chǎn)需要。而隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，到現(xiàn)代社會，人們?nèi)斯ず铣闪撕芏嘣瓉碜匀唤鐩]有的材料，如塑料、化學纖維等高分子材料，使其超越原本的自然材料，以這些為代表的高分子材料成為當前化學材料發(fā)展的重要方向。

納米材料、新型的薄膜材料以及航空陶瓷等成為各自應用領(lǐng)域的重要突破。按照我國《關(guān)于組織實施新材料高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項公告》，我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料產(chǎn)業(yè)在先進金屬材料、電子信息材料、復合材料、電池材料、磁性材料、商性能陶瓷材料和新型高分子材料等方面都形成了一批高技術(shù)新材料核心產(chǎn)業(yè)。但新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導，目前我國新材料與國外新材料水平相比還存在一定的差距，多年來我國制造業(yè)雖然發(fā)展迅速，但依靠的卻是材料的粗加工和終端產(chǎn)品的組裝，還不能打破發(fā)達國家多項技術(shù)的壟斷。

二、材料科學在醫(yī)學領(lǐng)域的應用

在醫(yī)學領(lǐng)域，材料化學和化學材料同樣必不可少，醫(yī)用材料長期與人們的活體組織相接觸，甚至植入人的體內(nèi)，這就對于應用材料有更加嚴格和具體的要求。另外，即使是涉及制藥、診斷試劑、藥物送達體系應用材料甚至是一次性使用的醫(yī)用消耗品材料，也因為醫(yī)學應用環(huán)境的嚴苛要求對新材料的發(fā)展和應用提出了更高的要求。

與此同時，現(xiàn)代醫(yī)學的進步與材料的發(fā)展不可分割，新材料的不斷產(chǎn)生和應用幫助人們在醫(yī)學領(lǐng)域掀起一次次的技術(shù)和觀念革命，持續(xù)不斷地推動著醫(yī)學的前進與發(fā)展。納米材料——空心結(jié)構(gòu)的納米粒子，利用納米材料特有的效應在腫瘤診斷和治療方面起著重要作用，而納米銀因其具有的強還原性成為一種性能優(yōu)良的抗菌材料。眾所周知，人類或其他生物中存在大量有機高分子，如蛋白質(zhì)纖維素、生物酶等都是有機高分子化合物。可以說有機高分子是生命的基礎(chǔ)。因此，有機高分子新材料的誕生，可謂是醫(yī)學領(lǐng)域的又一次變革。醫(yī)用的高分子生物材料可用于診斷治療或是直接替代人體的部分組織、器官或增強其功能。

目前，類似的生物醫(yī)學材料已經(jīng)可以較為廣泛地應用于人體植入，在很大程度上已經(jīng)顯示出較為顯著的社會效益，成為一個重要的新興產(chǎn)業(yè)。

三、醫(yī)用材料的發(fā)展與展望

目前，得益于多種新材料的誕生和應用，越來越多的衰竭或壞死器官可以被新研發(fā)出的人造器官所取代。這些器官的生理功能和移植器官的功能甚至不相上下。而且相比于原始器官移植，其免疫排斥反應更少，從而保證患者的恢復時間減少。這項材料技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域?qū)硪粓鲂碌母锩?。當然，更值得讓人期待的是醫(yī)用智能材料，其作用和功能可以隨著人體環(huán)境的變化而進行有意識的調(diào)節(jié)、修飾和修復，更進一步地模擬了活體組織的功能。如聚酯、聚丙烯纖維等制成的人造血管；聚甲基丙烯酸甲酯、超高密度依稀、聚酸胺合成的人造骨骼；應用智能高分子材料模擬的人工腎臟等都在進一步發(fā)展完善過程中，并且其應用在醫(yī)學工程領(lǐng)域還有更加廣闊的前景。綜上所述，可以看到材料在醫(yī)學領(lǐng)域的重要作用不僅局限于應用，其對于現(xiàn)代醫(yī)療觀念、技術(shù)、治愈手段、醫(yī)療器械等都存在著不同程度的促進作用，同樣推動著醫(yī)學事業(yè)的發(fā)展。

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