有機(jī)合成材料(人教版)

1、課題有機(jī)合成材料課題有機(jī)合成材料一、有機(jī)化合物一、有機(jī)化合物活活動(dòng)動(dòng)與與探探究究化合物化合物化學(xué)式化學(xué)式組成元素組成元素相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量甲烷甲烷乙醇乙醇葡萄糖葡萄糖淀粉淀粉幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)硫酸硫酸氫氧化鈉氫氧化鈉氯化鈉氯化鈉根據(jù)上表討論：根據(jù)上表討論：(1)甲烷甲烷,乙醇乙醇,葡萄糖葡萄糖,淀粉和蛋白質(zhì)的組成元素有什么共同點(diǎn)？淀粉和蛋白質(zhì)的組成元素有什么共同點(diǎn)？(2)甲烷，乙醇和葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量與淀粉和蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)甲烷，乙醇和葡萄糖的相對(duì)分子質(zhì)量與淀粉和蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量相比有什么不同量相比有什么不同?CH4C2H5OHC6H12

2、O6NaOHH2SO4NaCl(C6H10O5)nC、HC、H、OC、H、OC、H、OC、H、O、NH、S、ONa、O、HNa、Cl.有機(jī)化合物：有機(jī)化合物：無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物:（含碳元素的化合物）（含碳元素的化合物）小分子：如小分子：如CHCH4 4、C C2 2H H5 5OHOH、 C C6 6H H1212O O6 6等等高分子：蛋白質(zhì)、淀粉等高分子：蛋白質(zhì)、淀粉等但但CO、CO2、H2CO3、碳酸鹽等除外碳酸鹽等除外一般不含碳，如：一般不含碳，如：H H2 2SOSO4 4,NaOH, NaCl,NaOH, NaClFeFe2 2O O3 3，COCO、COCO2 2、H H2 2

3、COCO3 3、碳酸鹽等、碳酸鹽等化化合合物物 在有機(jī)物中，碳原子不但可以和氫、氧、氮等原子直接結(jié)合，在有機(jī)物中，碳原子不但可以和氫、氧、氮等原子直接結(jié)合，而且碳原子之間還可以互相連接起來(lái)，形成碳鏈或碳環(huán)。而且碳原子之間還可以互相連接起來(lái)，形成碳鏈或碳環(huán)。有機(jī)物種類異常龐大，目前已發(fā)現(xiàn)逾有機(jī)物種類異常龐大，目前已發(fā)現(xiàn)逾3000萬(wàn)種有機(jī)物。萬(wàn)種有機(jī)物。1.化合物的分類化合物的分類、生活中常見(jiàn)的有機(jī)物、生活中常見(jiàn)的有機(jī)物(1)最簡(jiǎn)單的有機(jī)物最簡(jiǎn)單的有機(jī)物CH4（甲烷）（甲烷）-天然氣天然氣(2)最常喝的有機(jī)物最常喝的有機(jī)物C2H5OH（乙醇）（乙醇）-酒酒(3)醋酸醋酸CH3COOH-食醋食醋(4

4、)蔗糖蔗糖C12H22O11-白糖、紅糖、甘蔗白糖、紅糖、甘蔗(5)蛋白質(zhì)、淀粉、維生素等蛋白質(zhì)、淀粉、維生素等-谷類、薯類谷類、薯類(6)塑料、纖維、橡膠等塑料、纖維、橡膠等-生活用品生活用品、有機(jī)物的共性、有機(jī)物的共性（1）大多數(shù)有機(jī)物）大多數(shù)有機(jī)物難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑；難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑； （2）大多數(shù)有機(jī)物）大多數(shù)有機(jī)物熔沸點(diǎn)較低熔沸點(diǎn)較低 ；（3）絕大多數(shù)有機(jī)物絕大多數(shù)有機(jī)物受熱易分解、易燃燒；受熱易分解、易燃燒； （4）不易導(dǎo)電不易導(dǎo)電（絕緣）（絕緣）二、有機(jī)合成材料二、有機(jī)合成材料有機(jī)高分子化合物制成的材料有機(jī)高分子化合物制成的材料o 、有機(jī)高分子材料、有機(jī)高分子材料

5、（）天然有機(jī)高分子材料（）天然有機(jī)高分子材料棉花，羊毛，蠶絲棉花，羊毛，蠶絲和天然橡膠等都屬和天然橡膠等都屬于天然有機(jī)高分子于天然有機(jī)高分子材料材料二、有機(jī)合成材料二、有機(jī)合成材料有機(jī)高分子化合物制成的材料有機(jī)高分子化合物制成的材料o 、有機(jī)高分子材料、有機(jī)高分子材料 （1 1）天然有機(jī)高分子材料）天然有機(jī)高分子材料 （2 2）合成有機(jī)高分子材料）合成有機(jī)高分子材料 塑料塑料 合成纖維合成纖維 合成橡膠合成橡膠三大合成材料三大合成材料、有機(jī)高分子材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，由于高分子化合物大部分是由小分子聚合而成的，所以也常被稱為聚合物。例如，聚乙烯分子是由所以

6、也常被稱為聚合物。例如，聚乙烯分子是由成千上萬(wàn)個(gè)乙烯分子聚合而成的高分子化合物。成千上萬(wàn)個(gè)乙烯分子聚合而成的高分子化合物。 聚合物聚合物當(dāng)小分子連接構(gòu)成高分子時(shí)，有的形成很長(zhǎng)當(dāng)小分子連接構(gòu)成高分子時(shí)，有的形成很長(zhǎng)的鏈狀，有的由鏈狀結(jié)成網(wǎng)狀。的鏈狀，有的由鏈狀結(jié)成網(wǎng)狀。 （）（）鏈狀結(jié)構(gòu)的高分子材料鏈狀結(jié)構(gòu)的高分子材料（如聚乙烯塑料）加熱時(shí)熔化，冷卻后（如聚乙烯塑料）加熱時(shí)熔化，冷卻后變成固體，加熱后又可以熔化，因而變成固體，加熱后又可以熔化，因而具有熱塑性具有熱塑性。這種高分子材料。這種高分子材料可可以反復(fù)加工以反復(fù)加工，多次使用多次使用，能制成薄膜、拉成絲或壓制成所需要的各種，能制成薄膜、拉

7、成絲或壓制成所需要的各種形狀，用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)和日常生活等。如：形狀，用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)和日常生活等。如：聚乙烯（聚乙烯（PE），聚丙烯（），聚丙烯（PP ）、）、聚苯乙烯（聚苯乙烯（PS ）、聚甲基丙烯酸甲酯（）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，俗稱，俗稱有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃 ）、聚氯乙烯）、聚氯乙烯（PVC ） （）（）網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子材料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子材料（如酚醛塑料，俗稱電木）（如酚醛塑料，俗稱電木）具有熱固具有熱固性性。一經(jīng)加工成型就不會(huì)受熱熔化。一經(jīng)加工成型就不會(huì)受熱熔化。 熱塑性的聚乙烯制成的塑料薄膜大棚熱塑性的聚乙烯制成的塑料薄膜大棚 、常見(jiàn)的有機(jī)合成材料的性質(zhì)和用途、常見(jiàn)的有機(jī)合成材料的

8、性質(zhì)和用途 （）塑料：（）塑料：塑料的品種塑料的品種很多，用途也各不相同。很多，用途也各不相同。使用最多的是使用最多的是聚乙烯聚乙烯塑料塑料和和聚氯乙烯聚氯乙烯塑料。塑料。 （）合成纖維：（）合成纖維：合成纖合成纖維的維的強(qiáng)度高、彈性好、耐強(qiáng)度高、彈性好、耐磨和耐化學(xué)腐蝕磨和耐化學(xué)腐蝕，但它的，但它的吸水性和透氣性較差吸水性和透氣性較差。因。因此，合成纖維常常與棉纖此，合成纖維常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織，維或羊毛纖維混合紡織，使衣服穿起來(lái)既舒適又挺使衣服穿起來(lái)既舒適又挺括。常見(jiàn)的合成纖維有滌括。常見(jiàn)的合成纖維有滌綸（的確良）、錦綸（尼綸（的確良）、錦綸（尼龍）、腈綸等龍）、腈綸等 、常見(jiàn)的

9、有機(jī)合成材料的性質(zhì)和用途、常見(jiàn)的有機(jī)合成材料的性質(zhì)和用途合成纖維制成的吊帶系列合成纖維制成的吊帶系列超細(xì)合成纖維制成的衣服超細(xì)合成纖維制成的衣服 （）合成橡膠：（）合成橡膠：人人們常用的合成橡膠有們常用的合成橡膠有丁苯橡膠丁苯橡膠，順丁橡膠順丁橡膠和氯丁橡膠和氯丁橡膠等。合成等。合成橡膠與天然橡膠相比，橡膠與天然橡膠相比，具有高彈性，絕緣性、具有高彈性，絕緣性、耐油和耐高溫等性能耐油和耐高溫等性能，因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)因而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通及日業(yè)、國(guó)防、交通及日常生活中。常生活中。 、常見(jiàn)的有機(jī)合成材料的性質(zhì)和用途、常見(jiàn)的有機(jī)合成材料的性質(zhì)和用途合成橡膠表帶合成橡膠表帶合成橡膠鞋底合成

10、橡膠鞋底塑料垃圾對(duì)大自然的污染塑料垃圾對(duì)大自然的污染三、合成材料帶來(lái)的問(wèn)題及解決問(wèn)題的措施三、合成材料帶來(lái)的問(wèn)題及解決問(wèn)題的措施、合成材料廢棄物對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重、合成材料廢棄物對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重 如：如：“白色白色污染污染”廢棄塑料，長(zhǎng)期堆積會(huì)破壞土壤，廢棄塑料，長(zhǎng)期堆積會(huì)破壞土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存，焚燒時(shí)產(chǎn)生的污染地下水，危害海洋生物的生存，焚燒時(shí)產(chǎn)生的HCl氣體會(huì)污染空氣。氣體會(huì)污染空氣。、要解決、要解決“白色污染白色污染”問(wèn)題，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：?jiǎn)栴}，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手： （1 1）減少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等；）減少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替

11、塑料袋等； （2 2）重復(fù)使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等；）重復(fù)使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等； （3 3）使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料和）使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料和 光降解塑料等；光降解塑料等； （4 4）回收各種廢棄塑料。）回收各種廢棄塑料。、解決回收廢棄塑料的障礙、解決回收廢棄塑料的障礙分類分類我國(guó)制定的塑料包裝我國(guó)制定的塑料包裝制品的回收標(biāo)志事例制品的回收標(biāo)志事例三、合成材料帶來(lái)的問(wèn)題及解決問(wèn)題的措施三、合成材料帶來(lái)的問(wèn)題及解決問(wèn)題的措施、合成材料廢棄物對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重、合成材料廢棄物對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重、要解決、要解決“白色污染白色污染”問(wèn)題，

12、應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：?jiǎn)栴}，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：塑料回收不僅可以減少?gòu)U棄塑料塑料回收不僅可以減少?gòu)U棄塑料的數(shù)量，而且節(jié)約資源，由于合的數(shù)量，而且節(jié)約資源，由于合成塑料的材料種類繁多，造成成塑料的材料種類繁多，造成塑塑料的分類料的分類是回收和再利用的一大是回收和再利用的一大障礙。障礙。辯論：辯論： 塑料制品對(duì)人類及大自然的影響塑料制品對(duì)人類及大自然的影響塑料的制造成本較低,而且耐用、防水。塑料容易被塑制成不同的形狀。有些塑料容易燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒氣體。大部分塑料的抗腐蝕能力強(qiáng)，不與酸或堿發(fā)生反應(yīng)。大部分塑料不會(huì)腐爛，也不會(huì)被細(xì)菌分解，容易造成“白色污染白色污染”。塑料一般不導(dǎo)熱、不導(dǎo)電，

13、是良好的絕緣體?；厥绽脧U棄塑料時(shí)，分類十分困難，而且經(jīng)濟(jì)上不劃算。塑料是石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。、新型合成材料、新型合成材料環(huán)境友好的新材料環(huán)境友好的新材料近年來(lái)，為了解決使用合成材料帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，新型近年來(lái)，為了解決使用合成材料帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，新型有機(jī)合成材料逐漸向環(huán)境友好的方向發(fā)展。此外為滿足有機(jī)合成材料逐漸向環(huán)境友好的方向發(fā)展。此外為滿足計(jì)算機(jī)、生物工程、海洋工程和航空航天工業(yè)等尖端技計(jì)算機(jī)、生物工程、海洋工程和航空航天工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要，人們還研制了許多新型有機(jī)合成材料如：術(shù)發(fā)展的需要，人們還研制了許多新型有機(jī)合成材料如：功能材料功能材料隱身材料隱身材料復(fù)合材

14、料復(fù)合材料學(xué)完本課題我們應(yīng)該知道學(xué)完本課題我們應(yīng)該知道有機(jī)化合物都含有碳元素，但含有碳元素的化合物并不有機(jī)化合物都含有碳元素，但含有碳元素的化合物并不都是有機(jī)化合物。都是有機(jī)化合物。有機(jī)高分子化合物是相對(duì)分子質(zhì)量很大的有機(jī)化合物。有機(jī)高分子化合物是相對(duì)分子質(zhì)量很大的有機(jī)化合物。塑料、合成纖維和合成橡膠塑料、合成纖維和合成橡膠等是重要的有機(jī)合成材料。等是重要的有機(jī)合成材料。有機(jī)合成材料的出現(xiàn)是對(duì)自然資源的一種補(bǔ)充，化學(xué)在有機(jī)合成材料的出現(xiàn)是對(duì)自然資源的一種補(bǔ)充，化學(xué)在有機(jī)合成材料的發(fā)展中起著重要的作用。新型有機(jī)合成有機(jī)合成材料的發(fā)展中起著重要的作用。新型有機(jī)合成材料必將為人類創(chuàng)造更加美好的未來(lái)。

15、材料必將為人類創(chuàng)造更加美好的未來(lái)。使用有機(jī)合成材料會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，如使用有機(jī)合成材料會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，如“白色污染白色污染”。課題3 有機(jī)合成材料一、有機(jī)化合物一、有機(jī)化合物 1.分類：分類： 無(wú)機(jī)化合物：(一般不含碳元素)如：H2SO4,NaOH,NaCl,NaHCO3,CuO 有機(jī)化合物：含碳元素的化合物（如:CH4,C2H5OH,CH3COOH,HCHO) 2.生活中常見(jiàn)的有機(jī)物生活中常見(jiàn)的有機(jī)物 3.有機(jī)物的共性有機(jī)物的共性二、有機(jī)合成材料二、有機(jī)合成材料 1.有機(jī)高分子材料有機(jī)高分子材料 （1）天然有機(jī)高分子材料：棉花，羊毛，蠶絲和天然橡膠等）天然有機(jī)高分子材料：棉花，羊毛，蠶絲和

16、天然橡膠等 （2）合成有機(jī)高分子材料）合成有機(jī)高分子材料 a.塑料： 熱塑性塑料：加熱可重新熔化，如：PE、PVC、PP 、PS 、PMMA 熱固性塑料：一旦成型就不再受熱熔化，如：電木,電玉 b.合成纖維：如：滌綸(的確良),錦綸(尼龍),腈綸 c.合成橡膠：如丁苯橡膠，順丁橡膠，氯丁橡膠 2.合成材料帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題及解決問(wèn)題的措施合成材料帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題及解決問(wèn)題的措施 3.新型合成材料新型合成材料-環(huán)境友好的新材料環(huán)境友好的新材料1.下列物質(zhì)屬于塑料的是下列物質(zhì)屬于塑料的是 （ ）A、棉花、棉花 B、纖維、纖維 C、尼龍、尼龍 D、聚苯乙烯、聚苯乙烯課堂練習(xí)課堂練習(xí)2.下列物質(zhì)中，屬于合成

17、纖維的是下列物質(zhì)中，屬于合成纖維的是 （ ）A、的確良、的確良 B、棉花、棉花 C、聚乙烯、聚乙烯 D、羊毛、羊毛3.下列材料中屬于合成高分子的是下列材料中屬于合成高分子的是 （ ）A、棉花、棉花 B、羊毛、羊毛 C、粘合劑、粘合劑 D、蠶絲、蠶絲DAC課堂練習(xí)課堂練習(xí)4.下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是 （ ）A、塑料都不導(dǎo)電、塑料都不導(dǎo)電 B、將塑料袋焚燒就會(huì)減少白色污染，不會(huì)對(duì)空氣造成污染、將塑料袋焚燒就會(huì)減少白色污染，不會(huì)對(duì)空氣造成污染C、人們已經(jīng)研制出了隱身材料等新型有機(jī)化合物、人們已經(jīng)研制出了隱身材料等新型有機(jī)化合物D、天然橡膠與合成橡膠相比具有高彈性、絕緣性和耐高溫性能、天然

18、橡膠與合成橡膠相比具有高彈性、絕緣性和耐高溫性能5.通常所說(shuō)的白色污染是指通常所說(shuō)的白色污染是指 （ ）A、冶煉廠的白色煙塵、冶煉廠的白色煙塵 B、聚乙烯等白色塑料垃圾、聚乙烯等白色塑料垃圾C、石灰窯的白色粉末、石灰窯的白色粉末D、白色建筑廢料、白色建筑廢料CB 功能材料功能材料是指那些具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)功能，特殊的物理、化學(xué)、生物學(xué)效應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化，主要用來(lái)制造各種功能元器件而被廣泛應(yīng)用于各類高科技領(lǐng)域的高新技術(shù)材料。功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展及國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)。它涉及信息技術(shù)、生物工程技術(shù)、能源技術(shù)、納米技術(shù)、環(huán)保

19、技術(shù)、空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、海洋工程技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。功能材料不僅對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，還對(duì)我國(guó)相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和升級(jí)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展起著重要的促進(jìn)作用。功能材料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個(gè)規(guī)模宏大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場(chǎng)前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。世界各國(guó)均十分重視功能材料的研發(fā)與應(yīng)用，它已成為世界各國(guó)新材料研究發(fā)展的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，也是世界各國(guó)高技術(shù)發(fā)展中戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。在全球新材料研究領(lǐng)域中，功能材料約占 85 % 。我國(guó)高技術(shù)(863)計(jì)劃、國(guó)家重大基礎(chǔ)研究973計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目中均安排了許多功能材料技術(shù)項(xiàng)目（約占新材料領(lǐng)域70%比例）

20、，并取得了大量研究成果。功能材料功能材料超導(dǎo)材料超導(dǎo)材料生物醫(yī)用材料生物醫(yī)用材料生態(tài)環(huán)境材料生態(tài)環(huán)境材料智能材料智能材料 超導(dǎo)材料超導(dǎo)材料 以NbTi、Nb3Sn為代表的實(shí)用超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導(dǎo)磁體及大型加速器磁體等多個(gè)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用；SQUID作為超導(dǎo)體弱電應(yīng)用的典范已在微弱電磁信號(hào)測(cè)量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導(dǎo)的裝置無(wú)法達(dá)到的。但是，由于常規(guī)低溫超導(dǎo)體的臨界溫度太低，必須在昂貴復(fù)雜的液氦(4.2K)系統(tǒng)中使用，因而嚴(yán)重地限制了低溫超導(dǎo)應(yīng)用的發(fā)展。 高溫氧化物超導(dǎo)體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導(dǎo)應(yīng)用溫度從液氦（ 4.2K）提高到液氮（

21、77K）溫區(qū)。同液氦相比，液氮是一種非常經(jīng)濟(jì)的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應(yīng)用帶來(lái)了極大的方便。另外，高溫超導(dǎo)體都具有相當(dāng)高的上臨界場(chǎng)H c2 (4K)50T，能夠用來(lái)產(chǎn)生20T以上的強(qiáng)磁場(chǎng)，這正好克服了常規(guī)低溫超導(dǎo)材料的不足之處。正因?yàn)檫@些由本征特性Tc、Hc2所帶來(lái)的在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的巨大潛在能力，吸引了大量的科學(xué)工作者采用最先進(jìn)的技術(shù)裝備，對(duì)高Tc超導(dǎo)機(jī)制、材料的物理特性、化學(xué)性質(zhì)、合成工藝及顯微組織進(jìn)行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導(dǎo)體是非常復(fù)雜的多元體系，在研究過(guò)程中遇到了涉及多種領(lǐng)域的重要問(wèn)題，這些領(lǐng)域包括凝聚態(tài)物理、晶體化學(xué)、工藝技術(shù)及微結(jié)構(gòu)分析等。一些材料科學(xué)研究領(lǐng)域最新

22、的技術(shù)和手段，如非晶技術(shù)、納米粉技術(shù)、磁光技術(shù)、隧道顯微技術(shù)及場(chǎng)離子顯微技術(shù)等都被用來(lái)研究高溫超導(dǎo)體，其中許多研究工作都涉及了材料科學(xué)的前沿問(wèn)題。高溫超導(dǎo)材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應(yīng)用等方面取得了重要進(jìn)展。 超導(dǎo)材料超導(dǎo)材料生物醫(yī)用材料指的是一類具有特殊性能、特種功能，用于人工器官、外科修復(fù)、理療康復(fù)、診斷、治療疾患，而對(duì)人體組織不會(huì)產(chǎn)生不良影響的材料?，F(xiàn)在各種合成材料和天然高分子材料、金屬和合金材料、陶瓷和碳素材料以及各種復(fù)合材料，其制成產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于臨床和科研。生物醫(yī)用材料（biomedicalmaterial）是用于對(duì)生物體進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損組織、

23、器官或增進(jìn)其功能的新型高技術(shù)材料。它是研究人工器官和醫(yī)療器械的基礎(chǔ)，己成為材料學(xué)科的重要分支，尤其是隨著生物技術(shù)的蓮勃發(fā)展和重大突破，生物材料己成為各國(guó)科學(xué)家競(jìng)相進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。當(dāng)代生物材料已處于實(shí)現(xiàn)重大突破的邊緣，不遠(yuǎn)的將來(lái)，科學(xué)家有可能借助于生物材料設(shè)計(jì)和制造整個(gè)人體器官，生物醫(yī)用材料和制品產(chǎn)業(yè)將發(fā)展成為本世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè).由生物分子構(gòu)成生物材料，再由生物材料構(gòu)成生物部件。生物體內(nèi)各種材料和部件有各自的生物功能。它們是“活”的，也是被整體生物控制的。生物材料中有的是結(jié)構(gòu)材料，包括骨、牙等硬組織材料和肌肉、腱、皮膚等軟組織；還有許多功能材料所構(gòu)成的功能部件，如眼球晶狀體是由晶

24、狀體蛋白包在上皮細(xì)胞組成的薄膜內(nèi)而形成的無(wú)散射、無(wú)吸收、可連續(xù)變焦的廣角透鏡。在生物體內(nèi)生長(zhǎng)有不同功能的材料和部件，材料科學(xué)的發(fā)展方向之一是模擬這些生物材料制造人工材料。它們可以做生物部件的人工代替物，也可以在非醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中使用。前者如人工瓣膜、人工關(guān)節(jié)等；后者則有模擬生物黏合劑、模擬酶、模擬生物膜等生物醫(yī)用材料生物醫(yī)用材料生態(tài)環(huán)境材料研究的主要方向生態(tài)環(huán)境材料研究的主要方向生態(tài)環(huán)境材料研究的主要方向有： 減少人均材料流量，減少材料集約化程度 ； 減少壽命周期中的環(huán)境負(fù)荷，使用生態(tài)化的生產(chǎn)工藝 ；開(kāi)發(fā)天然能源，使用藏量豐富的礦物和天然材料； 避免使用有害物質(zhì)，使用“清潔”材料 ；使用長(zhǎng)壽命材料，

25、強(qiáng)化再生利用，強(qiáng)化生物降解性；修復(fù)環(huán)境，強(qiáng)調(diào)生態(tài)效率(性能一環(huán)境負(fù)荷比)；環(huán)境負(fù)荷小的高分子合金設(shè)計(jì)；可再生循環(huán)高分子材料的設(shè)計(jì)；完全降解高分子材料設(shè)計(jì)；高分子材料加工和使用過(guò)程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)無(wú)害化處理技術(shù)。 生態(tài)環(huán)境材料的定義生態(tài)環(huán)境材料的定義生態(tài)環(huán)境材料是指那些具有良好的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性是指資源、能源消耗少，環(huán)境污染小，再生循環(huán)利用率高。生態(tài)環(huán)境材料是人類主動(dòng)考慮材料對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響而開(kāi)發(fā)的材料，是充分考慮人類、社會(huì)、自然三者相互關(guān)系的前提下提出的新概念，這一概念符合人與自然和諧發(fā)展的基本要求，是材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。生態(tài)環(huán)境材料是由日本學(xué)者山本

26、良一教授于20 世紀(jì)90 年代初提出的一個(gè)新的概念，它代表了21 世紀(jì)材料科學(xué)的一個(gè)新的發(fā)展方向。 生態(tài)環(huán)境材料生態(tài)環(huán)境材料隱身材料隱身材料 隱身材料（隱身材料（stealth material）是實(shí)現(xiàn)武器隱身的物質(zhì)基礎(chǔ)。武器裝備如飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈等使用隱身材料后，可大大減小自身的信號(hào)特征，提高生存能力。 隱身材料按頻譜可分為聲、雷達(dá)、紅外、可見(jiàn)光、激光隱身材料、按材料用途可分為隱身涂層材料隱身涂層材料和隱身結(jié)構(gòu)材料隱身結(jié)構(gòu)材料。聲隱身材料包 括消聲材料，隔聲材料，吸聲材消聲材料，隔聲材料，吸聲材料及消聲、隔聲、吸聲的復(fù)合體。料及消聲、隔聲、吸聲的復(fù)合體。主要用于新一代潛艇。雷達(dá)隱身材料能吸收

27、雷達(dá)波，使反射波減弱甚至不反射雷達(dá)波，從而達(dá)到隱身的目的。 另外，一些由硅、碳、硼、玻璃纖維，以及某些陶瓷與有機(jī)聚 合物構(gòu)成的復(fù)合材料，有很高的機(jī)械強(qiáng)度，可用于制作部分結(jié)構(gòu)件，如飛機(jī)蒙皮、雷達(dá)天線罩等，同時(shí)又具有隱身 功能，這類材料稱為隱身結(jié)構(gòu)材料。紅外隱射材料主要用于車輛、艦艇、軍用飛機(jī)及其他軍用設(shè)施，使這些裝 備和設(shè)施的紅外輻射與背景基本達(dá)到一致，敵人的紅外探測(cè)器難以分辨。用鋁粉及含有二價(jià)鐵離子的材料作為 填充料，加到能透過(guò)紅外線的粘結(jié)劑中，可構(gòu)成紅外隱身涂料?？梢?jiàn)光隱身材料通常由鋁粉、多屬氧化物粉和有 機(jī)物復(fù)合而成，或由摻雜的半導(dǎo)體材料構(gòu)成，可形成與背景顏色相匹配的迷彩圖案，滿足可見(jiàn)光隱

28、身的要求。激 光隱身材料用來(lái)對(duì)抗激光制導(dǎo)武器、激光雷達(dá)和激光測(cè)距機(jī)，要求這些材料對(duì)激光的反射率低可吸收率高。對(duì) 隱身材料來(lái)說(shuō)，對(duì)某種探測(cè)手段的隱身性能好，往往對(duì)另一種探測(cè)手段的隱身性能就不好。例如，對(duì)激光探測(cè)的 隱身性能好，對(duì)紅外探測(cè)就不能隱身。這就是隱身材料的相容性問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題，研制了兼容型隱身材 料，如雷達(dá)波、紅外兼容隱身材料，紅外、激光兼容隱身材料，雷達(dá)波、紅外、激光等多種兼容的隱身材料等。 這是當(dāng)前隱身材料的發(fā)展方向。 復(fù)合材料復(fù)合材料 復(fù)合材料復(fù)合材料(Composite materials)，是以一種材料為是以一種材料為基體基體(Matrix)(Matrix)，另一種材料為

29、增，另一種材料為增強(qiáng)體強(qiáng)體(reinforcement)(reinforcement)組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)，使，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡橡膠膠、陶瓷、陶瓷、石墨石墨、碳等。、碳等。增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料主要

30、有主要有玻璃纖維玻璃纖維、碳纖維碳纖維、硼纖維硼纖維、芳綸纖維芳綸纖維、碳化硅纖維碳化硅纖維、石棉纖維石棉纖維、晶須晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強(qiáng)粘土和已使用上百年的復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼鋼筋混凝土筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。均由兩種材料復(fù)合而成。2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑玻璃纖維增強(qiáng)塑料料（俗稱（俗稱玻璃鋼玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。5050年代以后

31、，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維。維和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維。7070年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維能與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)量纖維能與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料。成各具特色的復(fù)合材料。 復(fù)合材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：復(fù)合材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：航空航天領(lǐng)域。由于復(fù)合材料熱穩(wěn)定性好，比強(qiáng)度、比剛航空航天領(lǐng)域。由于復(fù)合材料熱穩(wěn)定性好，比強(qiáng)度、比剛度高，可用

32、于制造飛機(jī)機(jī)翼和前機(jī)身、衛(wèi)星天線及其支撐結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能電池翼和外殼、大型運(yùn)度高，可用于制造飛機(jī)機(jī)翼和前機(jī)身、衛(wèi)星天線及其支撐結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能電池翼和外殼、大型運(yùn)載火箭的殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等。載火箭的殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等。汽車工業(yè)。由于復(fù)合材料具有特殊的振動(dòng)汽車工業(yè)。由于復(fù)合材料具有特殊的振動(dòng)阻尼特性，可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好，損傷后易修理，便于整體成形，故可用于制造阻尼特性，可減振和降低噪聲、抗疲勞性能好，損傷后易修理，便于整體成形，故可用于制造汽車車身、受力構(gòu)件、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)架及其內(nèi)部構(gòu)件。汽車車身、受力構(gòu)件、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)架及其內(nèi)部構(gòu)件?；せぁ⒓徔椇蜋C(jī)械制

33、造領(lǐng)域。有良、紡織和機(jī)械制造領(lǐng)域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹(shù)脂基體復(fù)合而成的材料，可用于制造化工設(shè)備、紡織機(jī)、造紙機(jī)、復(fù)印好耐蝕性的碳纖維與樹(shù)脂基體復(fù)合而成的材料，可用于制造化工設(shè)備、紡織機(jī)、造紙機(jī)、復(fù)印機(jī)、高速機(jī)、高速機(jī)床機(jī)床、精密儀器等。、精密儀器等。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和不吸收具有優(yōu)異的力學(xué)性能和不吸收X X射線射線特性，可用于制造醫(yī)用特性，可用于制造醫(yī)用X X光機(jī)和矯形支架等。碳纖維復(fù)合材料還具有生物組織相容性和血液相容光機(jī)和矯形支架等。碳纖維復(fù)合材料還具有生物組織相容性和血液相容性，生物環(huán)境下穩(wěn)定性好，也用作生物醫(yī)學(xué)材料。此外，復(fù)合材料還用于制造體育運(yùn)動(dòng)器件和性，生物環(huán)境下穩(wěn)定性好，也用作生物醫(yī)學(xué)材料。此外，復(fù)合材料還用于制造體育運(yùn)動(dòng)器件和用作建筑材料等。用作建筑材料等。 智能材料（智能材料（Intelligent material ) 又可以稱為敏感材料，由傳感器或敏感又可以稱為敏感材料，由傳感器或敏感元件等與傳統(tǒng)材