材料化學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展

王文濤

大連天億技術(shù)服務(wù)有限公司 遼寧大連 116000

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，是我國企業(yè)尋求可持續(xù)發(fā)展的必要措施。我們不僅要追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展而且也要考慮環(huán)境污染和能源消耗問題，通過研發(fā)先進(jìn)的材料設(shè)備來實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。材料化學(xué)的興起和應(yīng)用就是人們探索出來的一種新的發(fā)展方向，它在提高能源利用率的同時(shí)還能減少污染排放量，因此，發(fā)展材料化學(xué)已經(jīng)成為了各行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的迫切要求。

1 材料化學(xué)的概述

材料化學(xué)主要是探究新型材料在生產(chǎn)和應(yīng)用的過程中的化學(xué)性質(zhì)以及最終廢棄后的化學(xué)性質(zhì)是否有所改變，它的研究范圍非常廣泛，基本覆蓋了整個(gè)材料領(lǐng)域，無機(jī)或有機(jī)的各種應(yīng)用材料的化學(xué)性質(zhì)都在它的研究范圍之內(nèi)，它是在材料理論知識(shí)和操作方法的指導(dǎo)下對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中和化學(xué)有關(guān)的問題進(jìn)行研究的一門學(xué)科，它作為材料學(xué)的一部分主要是探索新型材料的應(yīng)用理論和使用方法以及對(duì)新材料進(jìn)行研發(fā)和試驗(yàn)。研究新型材料在化工單元操作過程的應(yīng)用是材料化學(xué)的發(fā)展方向之一，吸附脫附過程、膜分離過程、蒸餾過程都是材料化學(xué)的應(yīng)用體現(xiàn)，它是在新型材料的物理或化學(xué)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)新型材料在化工生產(chǎn)的物理傳遞或化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行研究，并對(duì)傳遞和反應(yīng)規(guī)律進(jìn)行探索，分析出新型材料的性能和材料物質(zhì)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，以此來設(shè)計(jì)新型材料或優(yōu)化新型材料的理論知識(shí)和運(yùn)用方式。在化學(xué)工程的理論知識(shí)基礎(chǔ)上解決材料生產(chǎn)過程中存在的問題也是材料化學(xué)的發(fā)展方向之一，通過精準(zhǔn)控制工藝條件來優(yōu)化材料的結(jié)構(gòu)和性能，保證產(chǎn)品的性能穩(wěn)定，并做到定量生產(chǎn)，以此來實(shí)現(xiàn)新型材料在工業(yè)生產(chǎn)中的大量應(yīng)用[1]。

2 材料化學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)在材料化學(xué)在很多行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，其中納米材料和先進(jìn)陶瓷已經(jīng)被人們大幅度的應(yīng)用在日常生活中，新型薄膜材料也已經(jīng)被很多企業(yè)應(yīng)用在日常生產(chǎn)中。

2.1 納米材料的應(yīng)用

納米是一個(gè)非常小的長度單位，納米材料是由很多極小的微粒組成的，它有著其它材料所沒有的特殊優(yōu)勢，這些優(yōu)勢是其他材料所不能比擬的。普通的材料如果在長度上發(fā)生改變就會(huì)影響到整個(gè)材料的功能，但是納米材料由于自身的特性卻不用擔(dān)心這種問題。納米顆粒可以作為轉(zhuǎn)換材料用于高效率發(fā)熱或光電項(xiàng)目，它的大小和形態(tài)是影響其功能的關(guān)鍵因素。納米材料現(xiàn)在已經(jīng)被人們廣泛的應(yīng)用在日常生活中，并且已經(jīng)得到了人們的認(rèn)同，其中我們比較常見的有納米電池、納米廚具、納米電器等，這些都能證明納米材料擁有廣泛的應(yīng)用前景。

2.2 先進(jìn)陶瓷材料的應(yīng)用

陶瓷是我們?nèi)粘Ｉ詈推髽I(yè)生產(chǎn)中必需的一種材料，同時(shí)也是日常三大固體材料中的一種（其他兩種是金屬和高分子材料），通常我們會(huì)將陶瓷分為結(jié)構(gòu)性陶瓷和功能性陶瓷兩種類別。陶瓷的硬度和強(qiáng)度都比其他材料要高，同時(shí)它的耐腐蝕性和耐熱性也比其他材料具有優(yōu)勢。我們的祖先在幾千年的新石器時(shí)代就已經(jīng)知道用泥土來制作瓷器，但是由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)比較落后，因此很多陶瓷都有缺陷。隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們又發(fā)明了先進(jìn)陶瓷，先進(jìn)陶瓷是新石器陶瓷的進(jìn)一步發(fā)展，在工藝和質(zhì)量上較新石器陶瓷都有明顯的進(jìn)步。先進(jìn)陶瓷的原料多是采用化學(xué)材料或是礦物原料，已經(jīng)不再使用原始的泥土進(jìn)行生產(chǎn)，并且先進(jìn)陶瓷的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值很高，在軍事和航空領(lǐng)域的應(yīng)用都很好的說明了這點(diǎn)。先進(jìn)陶瓷擁有廣闊的應(yīng)用前景，而且對(duì)增強(qiáng)我國的國防力量和保護(hù)國家安全有重要作用[2]。

2.3 新型薄膜材料的應(yīng)用

薄膜材料是一種空間占有率少的新型材料，同時(shí)它還有著表面積大、質(zhì)量輕的特性，磁性薄膜、超晶格薄膜和金剛石薄膜作為新型薄膜材料的主要類型在人們的日常生產(chǎn)和生活中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。新型薄膜材料多是應(yīng)用在高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，如電子產(chǎn)業(yè)、航空產(chǎn)業(yè)、國防工程等，因此新型薄膜材料的應(yīng)用對(duì)企業(yè)技術(shù)和材料性能的要求比較高，一般只有先進(jìn)技術(shù)才能滿足這些要求。新型薄膜材料的應(yīng)用能夠進(jìn)一步的促進(jìn)我國航空航天事業(yè)的發(fā)展，還能進(jìn)一步的增強(qiáng)我國的國防力量。我國在新型材料的研發(fā)中投入了大量的人力物力，以期可以研發(fā)出更多的新型材料，以此來減輕我國的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問題，為我國的可持續(xù)發(fā)展提供材料保障。

3 材料化學(xué)的發(fā)展前景

材料化學(xué)是材料學(xué)的重要分支，對(duì)材料化學(xué)的研究能夠進(jìn)一步的提高我們的生活水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力。材料化學(xué)對(duì)原子、分子水準(zhǔn)之上的新材料設(shè)計(jì)能夠起到重要的推動(dòng)作用，而且能夠促進(jìn)我國能源事業(yè)的發(fā)展以及增強(qiáng)我國的軍事力量，因此可以說材料化學(xué)是一種實(shí)際應(yīng)用價(jià)值很高的學(xué)科。材料化學(xué)能夠很好的解決那些制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸問題，例如，能源浪費(fèi)、環(huán)境污染、原材料依賴進(jìn)口等問題，進(jìn)而可以促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，同時(shí)可以增強(qiáng)我國的科技實(shí)力。現(xiàn)階段我國研發(fā)的各種新型材料已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，因此，需要我們加大對(duì)新型材料的研發(fā)力度。先進(jìn)的陶瓷材料和飛行器材料的應(yīng)用前景廣闊，尤其是對(duì)軍工企業(yè)和航空航天事業(yè)等方面而言，因此我國將其作為材料化學(xué)未來研發(fā)的重要方向和目標(biāo)。同時(shí)清潔環(huán)保的新型化學(xué)材料也是我國的重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目[3]。

4 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，材料化學(xué)的發(fā)展能夠和其他學(xué)科進(jìn)行融合，這種情況的發(fā)生在為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了很多可能的同時(shí)也產(chǎn)生了很多問題?，F(xiàn)在我國的環(huán)境污染和能源浪費(fèi)問題越來越嚴(yán)重，很大程度上制約了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，材料化學(xué)研發(fā)的新材料不僅可以提高資源的利用率還能減輕環(huán)境的污染，同時(shí)能夠提高我國的國防實(shí)力，最終實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。資源和環(huán)境因素都能夠制約材料化學(xué)的發(fā)展，因此，我們需要將研發(fā)新型環(huán)保材料和新型清潔環(huán)保材料作為材料化學(xué)的主要研發(fā)方向，這也是保證我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。