化學化工材料工程的發展與應用研究

尹曉敏 林秉和 屈華偉 于明輝 趙藝

摘要：現代科學技術迅猛發展，工業等各個領域對于材料技術的使用需求也不斷增加。材料化學是近來新興的一門復合型的科學，包含了關于材料的設計與應用新型化學材料的開發。對我國目前的材料化學工程的應用狀況進行簡要分析，并分析其未來的發展趨勢，希望能夠為我國材料化學工程的發展提供理論支持。

關鍵詞：材料化學工程 ;應用 ;發展

0 引言

我國社會經濟的快速發展得益于各項科學技術地進步，而其中有一種全世界都非常關注的科學技術，那就是材料化學。對于國家的國防實力和能源發展都有著積極的意義。良好的材料化學工程發展，一方面增強了國防的實力，另一方面能夠提升能源利用效率。因此，相關研究人員關注材料化學工程的應用及發展趨勢的研究，對于促進其發展進步有著極強的現實意義，可以為更好地發掘材料化學工程價值。

1 材料化學工程的內容

隨著經濟的發展，工業得到了迅速的發展，隨之而來的環境問題也越來越嚴重。國家在發展經濟的同時，堅持實施可持續發展戰略，采取了材料化學工程計劃。國家將材料化學工程引進到新能源的開發與利用、工業領域的優化中。1987年時我國大學中的化學學科中開設了材料化學課程，浙江大學也隨后建立了材料科學與工程學院。生態問題的日益凸顯讓全國各地的高校紛紛開設了材料化學工程相關方面的課程，以求為國家科學技術發展與環境保護做出貢獻。

為了更好地實施可持續發展戰略，國家科技研究部門積極開發新材料，希望能夠建立起完整的材料設計和過程優化的理論與方法，將主要的研究內容設定為新材料的膜過程、吸附過程等。科技的進步使各項材料的功能和作用相互融合，例如將聚合物混凝土、薄膜材料應用在玻璃的制作上。科學研究員通過技術來對新型的化學材料進行性能上的轉變與融合，促進其功能的升級。在將新型的化學材料與化學工程進行融合中，可以通過改變產品的結構減少對生態的破壞，降低污染材料的使用。

2 材料化學工程的應用

隨著科技的進步，化學工程材料獲得非常好的發展，最令人矚目的成績就是納米材料、先進陶瓷與新型薄膜材料在現代生活與生產中的應用。

2.1 納米材料的應用

納米是非常小發的一種尺度單位，而且現代納米技術在日常生活中的使用非常普遍，它有自身的特性，所以很難被其他的材料所取代。因為對于普通材料來說，如果在尺寸上產生變化，則會影響整體的功能，但是對于納米材料來說則不用擔心這些，它自身具備異于常規固體的性能。對于納米顆粒來說，它可以充當高效率發熱與光電轉換的材料，因此其大小和形態對于高效能材料有非常關鍵影響。對于一般的固體化學材料來說，其大小可以用顆粒度來表示。納米材料在日常生活中的應用很廣泛，比如納米阻燃劑，納米電池等，都應用到了納米技術，而且其存在也獲得了社會的認同。

2.2 先進陶瓷的應用

根據陶瓷的類別，可以劃分為結構陶瓷和功能陶瓷兩種。它與金屬、高分子材料等一起被稱為日常三大固體材料，在生活和生產中是必不可少的。因為其具有硬度高、強度高、耐腐蝕性、抗熱性的優勢，所以較之其他的固體材料，具有無可比擬的優勢。根據歷史的發展階段，陶瓷的研究歷程經歷了新石器時期、先進陶瓷時期與納米陶瓷時期。我們的先祖們在幾千年前就已經用土來做器具，制作原始陶瓷。受到當時技術的限制，很多陶瓷的制作并不成功。隨著時代的發展，人們在新石器陶瓷的基礎上發明了先進陶瓷，其工藝和質量都得到了很大的提升。先進陶瓷在材料的選則上十分的豐富，已經拋棄了原始的黏土，而采用化學材料、礦物原料等進行生產，而且它的使用廣泛，軍事、航空等領域都應用到了先進陶瓷技術。隨著科學技術的進步，先進陶瓷的應用前景廣闊，將會在安全領域發揮出越來越關鍵的作用。

2.3 新型薄膜材料的應用

在工業中將新型薄膜材料劃分成磁性薄膜、金剛石薄膜和納米復合技術薄膜等。對于這種化學材料來說，它在技術和性能上的要求非常高，必須要應用到高新技術。與結構材料有所不同的是，它主要是應用在電子、通訊等行業，在促進我國航空航天事業與國防安全方面發揮著重要的作用。目前我國正在努力開發新的化學材料，希望能夠挖掘到更多的使用環保的新型化學材料，來減少我國的環境污染與資源浪費。

3 材料化學工程的未來發展

根據國家的發展形勢，對于新型材料的開發已經到了緊要關頭。國家努力構建環保型社會，將綠色發展的觀念貫穿到我們生活的各個方面，號召節約資源、保護環境，那么對于材料上的應用則是必不可少的。國家的經濟發展已經居于世界前列，那么環境保護必將成為未來的重點問題，要解決能源浪費等問題，新型的化學材料的應用是必須的。目前大多企業因為社會需要，加大了對資源的大規模開發，導致資源短缺，這是對化學材料工程的巨大難題。提高資料利用率與回收使用率是材料工程研究者的主要研究任務。在工業的生產中，會釋放大量的有害氣體和廢水，造成嚴重的環境問題，所以，化學材料的無毒無害等要求成為了化學材料在開發與應用時所必須考慮的問題。

4 結語

科技的進步使材料化學工程可以與其他學科進行交叉發展，為其研究發展帶來了很多的可能，因此也增加了很多的問題。但是，生態環境的破壞、環境的污染正在干擾著人們的生產和生活，威脅著人類的生存空間。材料化學的未來發展將會受到資源因素與環境因素的影響。開發出有利于環境保護、生態安全的新型化學材料成了化學材料工程研究的主要問題，也成了整個社會進步的需求。

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