公共基础知识现代新科技考点解读：新材料

新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料与传统材料之间并没有截然的分界，新材料在传统材料基础上发展而成，传统材料经过组成、结构、设计和工艺上的改进从而提高材料性能或出现新的性能都可发展成为新材料。

　　新材料作为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为21世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样，新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类，不同的分类之间相互交叉和嵌套，目前，一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域：电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料（含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工新材料等。

　　在20世纪初，人们所指的建筑材料是木材、水泥和钢铁；二战后出现了新三材，指的是人工合成的塑料、橡胶和纤维，而80年代以来大量高新材料纷纷涌现。高新材料从使用的角度说可分为传递、记录或存储的信息材料; 新高温结构陶瓷、非晶态材料和超导材料的新能源材料，特别是超导材料80年代中期以来有突破性进展; 高性能结构复合材料，高性能工程塑料和新型合金材料为主要内容的特殊结构材料和新功能材料，如高效能的陶瓷材料、有机氟材料、高功能的黏合剂等。从材料的构成来说可以分金属材料、高分子材料及陶瓷材料三大门类。近些年来，出现了金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料竞相发展的趋势。一些新兴金属材料在科技革命的大潮中应运而生。传统铁、铅、锌、铝等金属更新品种，与宇航、电子、原子能等高新技术联系密切的金属材料越来越受到重视。其他新型高性能金属材料出现了如快速冷凝金属的非晶体和微晶材料、纳米金属材料、有序金属间化合物、定向凝固柱晶和单晶合金等。纳米相材料具有许多潜在的新用途，它是一门用单个原子和分子建造事物的科学，其最终目标是实现微型化。一个直径为3纳米的原子团几乎是英文里一个句点的百万分之一。例如纳米相金属、纳米相陶瓷、纳米相固体材料具有许多奇妙的特性，纳米相铜强度比普通铜高5倍，纳米相陶瓷是摔不碎的。只要控制结构颗粒的大小，就可以制造出强度、颜色和可塑性能满足用户各种需要的纳米相材料。陶瓷材料具有高强、高硬、耐高温、抗腐蚀、质量轻等优点，解决韧性差的致命弱点是这一领域的主攻方向。陶瓷材料在电、热、光、化学等方面享有广泛的优势，因而功能材料具有广阔的前景。

　　二战前后兴起的新三材即人工合成塑料、人工合成橡胶和人工合成纤维的发展。这些高分子加上薄膜、胶黏剂和涂料成为高分子材料中的主要方面。这些高分子合成材料一般都具有质轻、比强度大、抗腐蚀、绝热、电绝缘、来源丰富、制作方便、利于加工和批量生产等优点。以合成纤维而论，锦纶(聚酯胺纤维)、涤纶(聚酯纤维)、腈纶(聚丙烯腈纤维)、丙纶(聚丙烯纤维)、维纶(聚乙烯纤维)、氯纶(聚氯乙烯纤维)六大纶合占全部合成纤维的99％，而前三纶占了90％。功能高分子材料包括物理功能高分子材料及化学功能高分子材料。对于这一崭新的领域，目前已为发达国家所普遍重视。先进的复合材料有结构复合材料和功能复合材料两类。已经取得重要成就的如玻璃钢，即用玻璃纤维增强树脂，今后高性能树脂基成为复合材料的重要方向。电子和光电子材料在战后的发展也是突飞猛进的。在电子材料方面，如半导体的进展最引人瞩目。红极一时的硅材料是大规模集成电路的基石，而砷化镓材料则在90年代崛起。光电子因1960年美国休斯顿实验室梅曼发明红宝石激光器而引人注目。目前光通信、光计算、激光加工、激光技术、激光印刷、激光影视、激光仪器等工业均呈方兴未艾之势。

　　超导材料在导电时，电阻等于零，对于尖端高科技的开发具有重大意义。运用激光技术可以增产粮食、改良果树品种，在生物学领域大有作为。用不了多少年，在电子、通讯、航天、医疗等领域将出现许多应用超导技术的新产品，如廉价的超导输电线、超导储电装置、高效率的超导磁流体发电机、超导电动机、超导磁悬浮列车等。此外，还出现了按照需要设计和制作的新材料。