材料：人類社會發(fā)展的基石

供稿|毛衛(wèi)民，王開平

材料是什么？在這里，材料不是指人們?nèi)粘W(xué)習(xí)或從事文案工作所涉及的書面文字材料，而是工程領(lǐng)域中一個(gè)極為重要的學(xué)科，且與人類社會發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ蠲懿豢煞帧?/p>

材料與日常生活

清晨起床我們會看到房間里的桌椅門窗；起身穿衣、整理床鋪，會看到內(nèi)衣外衣、床單被褥；洗漱清理、準(zhǔn)備早餐會接觸到衛(wèi)生潔具、鍋灶碗筷；走出家門，可看到我們賴以生活的居所；上學(xué)或上班，會用到自行車、公交車、軌道交通等出行工具；外出旅行，會乘坐汽車、火車、輪船、飛機(jī)以便迅速到達(dá)世界各個(gè)角落。打開電視機(jī)可以掌握全世界的新聞資訊、欣賞娛樂節(jié)目；拿出手提電話，可以隨時(shí)隨地與親友通話；打開計(jì)算機(jī)我們可以借助互聯(lián)網(wǎng)與世界各地取得聯(lián)系。觀察日常的衣食住行等社會生活會發(fā)現(xiàn)，我們生活在一個(gè)極為豐富多彩的物質(zhì)環(huán)境里(圖1)，這個(gè)環(huán)境與野生動植物生存的自然環(huán)境有本質(zhì)的不同，它是由人類自己創(chuàng)造出來的。我們所接觸到的這些物質(zhì)并不是以簡樸的原生態(tài)形式存在，而是人們按照一定的思想設(shè)計(jì)，并借助繁雜的加工、處理、組合、安裝等過程而制作出來的設(shè)施、工具、器具等對人類非常有用的物件。我們通常把制成特定有用物件的物質(zhì)稱為某種材料，材料顯然歸屬于物質(zhì)的范疇，但并不是所有物質(zhì)都是材料。從上述的日常生活和工程實(shí)踐中我們可以簡單地歸納出材料的概念：用于制造有用物件的物質(zhì)[1]。

圖1 人們賴以生存的物質(zhì)環(huán)境

從工程角度觀察，在采礦、地質(zhì)、機(jī)械、建筑、車輛、儀器、冶金、電工、電子、計(jì)算機(jī)、自動化、信息、網(wǎng)絡(luò)、通訊、軍工、化工、生物、制藥、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、交通、裝備、核能、輕工、航空、航天……等等一切工程領(lǐng)域中都涉及到研究、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、選擇和應(yīng)用各種類型的、對于相關(guān)領(lǐng)域非常有用的不同物件，即各種儀器、設(shè)施、機(jī)器、工具……等等；因此不僅是日常生活，一切工程領(lǐng)域都與材料密切相關(guān)。

材料與人類社會進(jìn)步

考古發(fā)現(xiàn)，在距今300至350萬年前的漫長年代，地球上的古猿開始逐漸向人類演變；至約1萬年前古猿經(jīng)歷能人、直立人、智人等階段完成了向現(xiàn)代人的轉(zhuǎn)變。其間，進(jìn)化中的人類會抓取天然石塊作為工具以幫助采集和捕獵。借助長期的經(jīng)驗(yàn)積累人類學(xué)會了借助摔碎、敲打、研磨等加工過程以初始形態(tài)的勞動行為制造出適于使用的工具(圖2(a))。相應(yīng)的勞動行為推動了由猿向人的轉(zhuǎn)變，即勞動創(chuàng)造了人；而制造工具涉及了以天然石料為材料。由此可見，材料與人類同時(shí)出現(xiàn)，與人類社會共生；沒有人及與之相伴的勞動也就沒有材料[2]。向現(xiàn)代人進(jìn)化時(shí)因所使用材料的特征，人類社會的早期也被稱為舊石器時(shí)代。自約1萬年前，世界各地已實(shí)現(xiàn)進(jìn)化的現(xiàn)代人類能夠借助精心磨制而制作出特別適合農(nóng)耕生產(chǎn)的磨光石器(圖2(b)) ，并發(fā)明了以泥土為材料來燒制陶器的技術(shù)(圖2(c))。自然界并不存在陶器，人類的這一創(chuàng)造極大地推動了農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高。人類以使用陶器和磨光石器為主的時(shí)期被稱為新石器時(shí)代。自約公元前5000以來，西亞、歐洲、中國各地先后出現(xiàn)了人工冶銅技術(shù)，隨之人類也逐漸進(jìn)入了文明時(shí)代。銅質(zhì)工具(圖2(d))的性質(zhì)明顯優(yōu)越于石質(zhì)工具，銅器的廣泛使用極大地推動了社會生產(chǎn)力的提高，因此初期的文明時(shí)代也稱為銅器時(shí)代。

自約公元前十幾世紀(jì)以來，在人工冶銅的基礎(chǔ)上世界各地又出現(xiàn)了人工冶鐵技術(shù)。與銅器相比，鐵器更加輕便、堅(jiān)硬、強(qiáng)韌、鋒利、耐久，鐵質(zhì)工具(圖2(e))的推廣使用使人類進(jìn)入了鐵器時(shí)代。18世紀(jì)中期英國發(fā)明了紡織機(jī)械及蒸汽機(jī)等一系列機(jī)械裝置，引發(fā)了英國工業(yè)革命；19世紀(jì)中期歐美借助發(fā)明石化動力和電動力等一系列新動力機(jī)器，引發(fā)了第二次工業(yè)革命。工業(yè)革命在于用機(jī)器大規(guī)模取代人的勞動，人類進(jìn)入了近現(xiàn)代時(shí)期。工業(yè)革命的浪潮中需要大量制造各種新型機(jī)器，大型建筑設(shè)施，以及汽車、火車、輪船等現(xiàn)代交通工具；而傳統(tǒng)低效的鐵器生產(chǎn)技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)革命對生產(chǎn)鐵器的要求。由此19世紀(jì)中期誘發(fā)鐵器生產(chǎn)技術(shù)的革命，出現(xiàn)了以大批量、高效率、低成本、優(yōu)品質(zhì)的方式生產(chǎn)鐵器的技術(shù)，即現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)，由此人類的近現(xiàn)代發(fā)展時(shí)期也稱為鋼鐵時(shí)代。近現(xiàn)代社會中鋼鐵材料被廣泛用于機(jī)器設(shè)備、市政建設(shè)(圖3(a))、橋梁鐵路(圖3(b))、交通車輛、軍事裝備、等等，涉及一切工業(yè)領(lǐng)域，各國的鋼鐵產(chǎn)量也成為了其工業(yè)水平乃至戰(zhàn)爭能力的硬性指標(biāo)，是支撐近現(xiàn)代社會發(fā)展的關(guān)鍵材料，且在兩次世界大戰(zhàn)中也發(fā)揮了極為重要的作用。新中國成立之初，中國的年鋼產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的0.1%，自2013年起中國的年鋼產(chǎn)總量達(dá)到8億t以上，超過全球產(chǎn)量的50%，充分支撐了中國后發(fā)的工業(yè)革命進(jìn)程。

圖2 不同歷史時(shí)期以特定材料制作的工具[國家博物館]：(a) 舊石器時(shí)代約10萬年前山西襄汾尖狀石器；(b) 新石器時(shí)代約7500年前河南郟縣磨光石鐮；(c) 新石器時(shí)代約7000年前遼寧新樂陶罐；(d) 銅器時(shí)代約公元前3000年甘肅東鄉(xiāng)青銅刀；(e) 鐵器時(shí)代約公元前300年河南輝縣戰(zhàn)國鐵犁鏵

人類社會發(fā)展的不同階段分別被冠名以舊石器、新石器、銅器、鐵器、鋼鐵等不同的材料時(shí)代，可見材料技術(shù)與人類社會密不可分的聯(lián)系。舊石器時(shí)代，世界各地的人類族群經(jīng)常是饑腸轆轆的，他們對抗惡劣自然環(huán)境的能力也比較低；只有那些較好地掌握了制作和運(yùn)用舊石器工具的族群才能避免滅絕而生存下來，因此舊石器時(shí)代人類的奮斗目標(biāo)是能夠生存下來。在新石器時(shí)代，隨著勞動能力的提高，人類的生存已逐漸不再是主要問題，人類轉(zhuǎn)而為獲得溫飽的生活而奮斗，只有那些較好地掌握了制作和運(yùn)用新石器工具和器具的族群才能率先獲得穩(wěn)定的溫飽生活。進(jìn)入銅器時(shí)代，銅器的推廣使得生產(chǎn)力大幅提升，人類在保證溫飽的基礎(chǔ)上得以迅速實(shí)現(xiàn)富足有余，從而進(jìn)入文明時(shí)代。當(dāng)多余財(cái)富積累到特定顯著程度后會引發(fā)階級的劃分和戰(zhàn)爭；在世界范圍內(nèi)中國具有最為發(fā)達(dá)的銅器時(shí)代，致使約公元前2世紀(jì)中華文明達(dá)到了第一個(gè)鼎盛時(shí)代，形成了強(qiáng)大的秦漢帝國。鐵器的推廣使用可進(jìn)一步提高人類的生產(chǎn)力，西方文明在率先掌握發(fā)達(dá)鐵器技術(shù)的南歐興起，并在2世紀(jì)達(dá)到了歷史上的鼎盛時(shí)期，形成了強(qiáng)大的古羅馬帝國。

圖3 進(jìn)入鋼鐵時(shí)代的標(biāo)志[2]：(a) 1889年法國用7000 t鋼建造的324 m高的埃菲爾鐵塔；(b) 1937年美國用10多萬t鋼建造的2737 m長的舊金山金門大橋

材料與現(xiàn)代信息社會

20世紀(jì)70年代西方進(jìn)入信息時(shí)代，90年代中國也開始進(jìn)入信息時(shí)代；其間大量的信息被數(shù)字化，且在計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)海量存儲、高速傳輸、廣泛共享、經(jīng)計(jì)算機(jī)處理和運(yùn)算后可轉(zhuǎn)換或衍生出大量新信息，進(jìn)而極大地促進(jìn)知識更新和實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展。信息的數(shù)字化即為把一切相關(guān)的信息都轉(zhuǎn)換成以0、1為基礎(chǔ)的二進(jìn)制碼，以便在信息設(shè)備中以二進(jìn)制的形式進(jìn)行存儲、傳輸、共享、處理、運(yùn)算。一位0、1二進(jìn)制碼即為一個(gè)比特(bit)，在電子電路中只能用一個(gè)電路的斷、通來表示，即為一個(gè)比特電路?？梢韵胂蟪鲋T如計(jì)算機(jī)之類的信息設(shè)備內(nèi)需要安裝大量而密集的比特電路。最早的比特電路用十幾厘米高的真空二極管實(shí)現(xiàn)(圖4(a))，后改進(jìn)為毫米尺寸的晶體二極管(圖4(b))；如今已經(jīng)改進(jìn)為極大批量比特電路集成在一起所構(gòu)成的復(fù)雜材料體系，稱為大規(guī)模集成電路(圖4(c))，且其集成度取決于其內(nèi)每個(gè)比特電路的尺寸。例如在1 cm2面積集成電路內(nèi)，若比特電路的尺寸為1 μm2，則其內(nèi)可制作出1億個(gè)比特電路；如果比特電路的尺寸為0.01 μm =10 nm見方，則可集成到1萬億個(gè)比特電路。信息設(shè)備還需要低衰減、大容量的信息傳輸線路，需借助激光在光纖材料內(nèi)的全反射傳輸實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過幾十年的努力，激光在光纖材料內(nèi)的衰減水平早已降低到足以制作出高效的光纖，傳輸容量也得以成萬倍地提高，支撐了現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展。除此之外，打開任何計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可看到密密麻麻地排列著各種電子元器件；它們由不同材料制成，其性能水平、微型化程度和可靠性都會決定信息設(shè)備軟件的運(yùn)行是否準(zhǔn)確、安全、可靠。由此可見，包括大規(guī)模集成電路復(fù)雜材料體系、光纖材料等在內(nèi)，每個(gè)元器件所使用的各種材料的制作技術(shù)能否同時(shí)支撐電子設(shè)備中所有器具向小尺寸化和高性能化不斷發(fā)展，往往是信息設(shè)備進(jìn)步，乃至信息時(shí)代發(fā)展的制約因素。

材料的廣泛使用與社會安全

圖4 實(shí)現(xiàn)比特電路的材料技術(shù)[2]：(a) 真空二極管；(b) 晶體二極管；(c) 大規(guī)模集成電路

根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)組成，可以把材料大致劃分為以金屬為主的金屬材料、以各種無機(jī)化合物為主的無機(jī)非金屬材料、以及以有機(jī)高分子物質(zhì)為基礎(chǔ)的高分子材料；它們各具特色、隨處可見，組成了現(xiàn)代社會的物質(zhì)基礎(chǔ)，并扮演著不同的角色。常見的金屬材料包括：鐵、鋼、鋁、銅、鈦、鎂等；例如深海潛水器外殼需要用每平方米能承受萬噸以上載荷的鋼板制作(圖5(a))，超音速戰(zhàn)斗機(jī)外殼需承受近千攝氏度的高溫、很高的載荷、且質(zhì)量須較低，需用鈦來制作(圖5(b))。常見的無機(jī)非金屬材料包括：水泥、陶器、瓷器、玻璃、耐火材料、特種陶瓷等；例如高速公路和橋梁(圖5(c))等大量使用的水泥和混凝土。常見的有機(jī)高分子材料包括：塑料、橡膠、有機(jī)纖維、生物醫(yī)學(xué)材料等；例如國家游泳中心用優(yōu)質(zhì)共聚物氣枕制成的具備輕質(zhì)、抗撕裂、不導(dǎo)電、不易燃、抗風(fēng)、隔熱、透光、耐紫外輻照等特點(diǎn)的外墻(圖5(d))，生物醫(yī)學(xué)上用于修復(fù)心臟的人工心臟瓣膜等(圖5(e))。

圖5 現(xiàn)代社會中材料的重要應(yīng)用：(a) 蛟龍?zhí)柹詈撍?人民畫報(bào)2012年10月)；(b) J15超音速艦載機(jī)(解放軍畫報(bào)2012年12月)；(c) 新疆山區(qū)高速公路(人民畫報(bào)2012年10月)；(d) 國家游泳中心(水立方)[2]；(e) 人工心臟瓣膜[3]

把材料制成有用物件后并不能無限期地使用，除了正常的磨損、消耗、腐蝕、老化、過時(shí)等常規(guī)因素外，人為失誤、極端服役條件、突發(fā)自然災(zāi)害等也會造成材料的失效，且后者在失效的同時(shí)還可能引發(fā)災(zāi)難和人員傷亡；因此使用材料也會涉及到材料的安全和可靠問題。最常見的一種人為失誤即是發(fā)生交通事故，不僅車輛毀壞，也會導(dǎo)致傷亡。南北極的極寒、熱帶海洋地區(qū)的極度濕熱、核能和深海等領(lǐng)域極高的載荷、航天飛行的極高速度、飛機(jī)加快到超音速狀態(tài)而引發(fā)極強(qiáng)震動等條件下，相應(yīng)材料技術(shù)在設(shè)計(jì)、制造和使用時(shí)的任何微小疏漏或不足都可能造成嚴(yán)重的后果。1986年1月28日美國挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)升空，其右側(cè)固體火箭發(fā)動機(jī)尾部的一個(gè)橡膠密封圈過早地老化失效而導(dǎo)致液氫燃料大量外泄，發(fā)射73 s后在空中爆炸，7名機(jī)組人員全部遇難，造成20億美元經(jīng)濟(jì)損失。2003年1月美國哥倫比亞號航天飛機(jī)升空時(shí)其燃料箱外表面一塊泡沫材料失效脫落，并撞傷航天飛機(jī)左翼前緣的熱保護(hù)系統(tǒng)。2月1日哥倫比亞號重返大氣層時(shí)，超高溫氣體從損傷處進(jìn)入機(jī)體，導(dǎo)致著陸前幾分鐘航天飛機(jī)解體(圖6(a))，7名宇航員全部喪生，同樣造成20億美元經(jīng)濟(jì)損失。

圖6 災(zāi)難與材料失效：(a) 美國哥倫比亞號航天飛機(jī)解體(維基百科網(wǎng))；(b) 汶川地震(解放軍畫報(bào)2008年6月)

颶風(fēng)、海嘯、地震、洪水、山體滑坡等自然災(zāi)害同樣會導(dǎo)致材料意外失效和嚴(yán)重的后果。2009年9月17日四川達(dá)州宣漢縣山體滑坡，大量山石撲向村莊、損毀房屋。2011年3月11日日本本州島發(fā)生特大地震、引發(fā)海嘯并沖擊到臨海的福島核電站，造成了大量核泄漏。2012年9月1日颶風(fēng)吹襲美國中部，房屋倒塌、多個(gè)地區(qū)被淹，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。2008年5月12日汶川地區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈地震，公路損毀、房屋倒塌；觀察發(fā)現(xiàn)，在地震嚴(yán)重區(qū)域雖然大量房屋被夷為平地，但仍有樓房挺過了劫難仍顫巍地豎立著(圖6(b))，這顯然為房屋內(nèi)人群的逃生提供了基本的保證。由此可以尋找出正確使用建筑材料的方法，以便在災(zāi)難面前獲得良好的防災(zāi)、減災(zāi)效果。

在發(fā)生交通事故，或突發(fā)地震類地質(zhì)災(zāi)害時(shí)都涉及大量動能驟然而急速地消耗過程，包括高速運(yùn)行車輛的動能或?yàn)?zāi)害突發(fā)產(chǎn)生的動能；這種需即刻消耗的動能如果轉(zhuǎn)移到人身上，就導(dǎo)致人員傷亡。如果在運(yùn)行的車輛或抗震建筑結(jié)構(gòu)中使用一種可在突發(fā)事故中把大量動能轉(zhuǎn)換成主要消耗于自身延展變形的鋼材，則可大幅度減少對人員的傷害。以消耗災(zāi)害動能的理念為基礎(chǔ)，人們開發(fā)出了防災(zāi)、減災(zāi)的安全用鋼，并已廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)和建筑工程。以汽車工業(yè)為例，大量使用安全用鋼后中國在民用汽車保有總量從2002年的0.2億輛攀升到2015年1.6億輛的情況下，交通事故傷、亡人數(shù)卻分別從2002年的56.2萬和10.9萬下降到2015年的19.9萬和5.8萬[1，4]。

高技術(shù)新材料與未來社會

材料及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展不僅在人類社會的各個(gè)歷史階段發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)作用，而且未來的人類社會仍需要依靠各種新型材料技術(shù)持續(xù)的推動和促進(jìn)；因此，名目繁多的各種高技術(shù)新材料在當(dāng)今社會中不斷涌現(xiàn)。觀察發(fā)現(xiàn)，不同類型的客觀物質(zhì)具備各種物理效應(yīng)、化學(xué)特性，并可制成不同維度的幾何形狀，以此為基礎(chǔ)可以開發(fā)出具備各種優(yōu)異性能的新材料。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所制成三維有用物件的某一維尺寸、或材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的尺寸低于100 nm時(shí)，一些材料會顯現(xiàn)出某些之前不存在的優(yōu)異特性，稱為納米效應(yīng)；具備納米效應(yīng)的材料稱為納米材料。例如，碳納米管材料能夠承受的載荷強(qiáng)度可達(dá)到高強(qiáng)度鋼的100倍，但其密度只是鋼的1/6；納米石墨烯可承受的載荷甚至可達(dá)到高強(qiáng)鋼的200倍，且具備極高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、透光等特性[1]。再如，將氧化鋅納米絲編入織物纖維，制成服裝穿在身上，納米絲所具備的特殊電性質(zhì)可在服裝各部位相互摩擦?xí)r生電，因而人在行走過程中就可以自然發(fā)電，驅(qū)動隨身的電器，或把電能儲存起來[2]。

隨著石油資源的逐漸枯竭，可開發(fā)出把氫氣儲存起來，逐步釋放氫氣以驅(qū)動發(fā)動機(jī)的儲氫材料。利用物質(zhì)的熱電效應(yīng)，可開發(fā)出利用熱能發(fā)電的熱電材料，在日照生熱、輻照生熱、工業(yè)余熱、車輛余熱的環(huán)境下都可以發(fā)電。利用物質(zhì)的磁熱效應(yīng)，可開發(fā)出借助磁場控制制冷的環(huán)保磁熱材料，這種制冷技術(shù)不產(chǎn)生任何有害物質(zhì)。利用交變磁場下物質(zhì)的磁伸縮特性可制成信息傳遞和轉(zhuǎn)換的磁致伸縮材料，且可用于制作水下聲吶系統(tǒng)；利用物質(zhì)對微磁場敏感的特性可開發(fā)出磁電阻材料，用于電子信息器件的信息靈敏控制及航海精確導(dǎo)航等[1，2]。

通常，一切物質(zhì)均有一定電阻；當(dāng)物質(zhì)電阻為0時(shí)就成為了超導(dǎo)材料，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。多數(shù)物質(zhì)只有在接近絕對0度(零下273℃)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)狀態(tài)，相應(yīng)的制冷過程極為耗能。當(dāng)物質(zhì)達(dá)到其超導(dǎo)狀態(tài)所需的溫度高于液氮溫度，即高于零下190℃時(shí)，可制成高溫超導(dǎo)材料，極具實(shí)用價(jià)值。磁懸浮技術(shù)、高速計(jì)算機(jī)、核聚變反應(yīng)、高能物理加速器、醫(yī)用核磁共振設(shè)備等都需要使用高溫超導(dǎo)材料。尤其外太空(圖7)的溫度環(huán)境剛好高于液氮溫度，因此在航天設(shè)備上甚至不需制冷就可以直接大量使用高溫超導(dǎo)材料[2]。

圖7 航天空間站(解放軍畫報(bào)2011年10月)

金剛石是自然界中最硬的物質(zhì)，且具備多種優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)以及其它種種物理特性和化學(xué)特性，是極為重要的工程材料，在多種工業(yè)部門和軍事工業(yè)，尤其是超高音速飛行器領(lǐng)域有廣泛而重要的應(yīng)用。天然金剛石的形成需要在高溫、超高壓的環(huán)境下經(jīng)歷漫長的歲月。傳統(tǒng)的人造金剛石技術(shù)是模擬天然金剛石的形成流程，技術(shù)復(fù)雜、極為耗時(shí)、價(jià)格昂貴，且所制造金剛石的尺寸都非常有限，無法滿足工業(yè)需求。然而，材料技術(shù)的進(jìn)步使得在低溫、低壓、低成本的前提下制造大尺寸的金剛石成為可能(圖8)，為相關(guān)工業(yè)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的支撐。

圖8 北京科技大學(xué)研制的低成本大尺寸人造金剛石[2]

1991年1月17日凌晨以美國為首的北約軍隊(duì)首先出動空軍發(fā)動了針對伊拉克的海灣戰(zhàn)爭，導(dǎo)致伊拉克軍隊(duì)潰敗。這是一場完全不對等的戰(zhàn)爭，美軍傷亡三千余人，伊拉克軍傷亡約十萬人。戰(zhàn)爭中美軍使用了具有隱身特性的F117擔(dān)負(fù)攻擊和轟炸任務(wù)，其隱身技術(shù)包括機(jī)身表面附著一層隱身材料，以致照射過來的雷達(dá)電磁波被隱身材料吸收，基本不反射。伊拉克軍隊(duì)的雷達(dá)無法發(fā)現(xiàn)F117，只能向空中盲目地傾瀉大量彈藥，收效甚微。1999年3月24日以美國為首的北約軍隊(duì)又發(fā)動針對前南斯拉夫的大規(guī)模空襲作戰(zhàn)，但一架F117被擊落，導(dǎo)致美國停止生產(chǎn)F117；說明適當(dāng)?shù)姆措[身技術(shù)可以克服飛機(jī)的隱身特性。目前中國空軍已經(jīng)開發(fā)出隱身戰(zhàn)機(jī)，并裝備部隊(duì)；另也有報(bào)道稱中國的雷達(dá)系統(tǒng)可以探測到美軍的隱身飛機(jī)。由此可見，類似于盾和矛的關(guān)系，隱身材料與反隱身技術(shù)仍會有長期的博弈過程。

結(jié)束語

綜上所述，材料不僅在人類社會歷史上發(fā)揮了極為重要的基石作用，而且未來社會的發(fā)展仍然需要依賴于高技術(shù)新材料的不斷涌現(xiàn)。以上僅列舉了若干新材料的實(shí)例，實(shí)際上新材料的研究開發(fā)會涉及到未來人類社會生活和工業(yè)發(fā)展的方方面面。因此，學(xué)習(xí)、研究、探索材料及相關(guān)技術(shù)具有廣闊的前景。高等學(xué)校材料專業(yè)的名稱為“材料科學(xué)與工程”，屬于工程學(xué)科；其知識面涉及幾乎所有工程專業(yè)及自然科學(xué)領(lǐng)域，因此掌握了該學(xué)科的專業(yè)知識可以在非常寬的領(lǐng)域范圍工作。北京科技大學(xué)的材料科學(xué)與工程學(xué)科在國內(nèi)外享有盛名，在1987年材料學(xué)科首次評估時(shí)排名全國第一，至今始終穩(wěn)居全國前三名的地位。從北京科技大學(xué)該專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生約有2/3繼續(xù)讀研深造，約有1/5直接出國深造，受到歐美國家高等學(xué)校的普遍歡迎。

攝影 侯憲達(dá)