材料科學與工程的內涵及發(fā)展歷程課件

材料科學基礎結束語大連交通大連材料科學與工程學院材料科學基礎結束語大連交通大連材料科學與工程學院11材料科學與工程的興起和發(fā)展歷程2材料科學與工程的內涵與特點3新世紀材料科學工作者面臨的任務和挑戰(zhàn)1材料科學與工程的興起和發(fā)展歷程21材料科學與工程的興起和發(fā)展歷程一、材料學科的發(fā)展從歷史上看，材料學科的發(fā)展大致經歷了以下幾個階段：冶金學→金相學→物理冶金學→材料科學或材料科學與工程（MSE）1材料科學與工程的興起和發(fā)展歷程一、材料學科的發(fā)展3二、材料科學與工程的興起是歷史的必然材料科學這一名詞出現之前，金屬材料、陶瓷材料高分子材料包括后來出現的復合材料的發(fā)展是分別進行的，彼此之間互不相關，自成體系。但到了20世紀60～70年代，為滿足科學研究和生產對高性能材料的需要，人們發(fā)現如果在把眼光只局限在“小材料”的區(qū)域內，思路難以開闊。不同類型材料，無論是理論基礎、研究方法還是生產手段，都存在一些相似之處，它們可以互相借鑒、互相補充，取長補短，從而促使“小材料”領域的發(fā)展，于是到了20世紀80年代誕生了材料科學與工程學科。二、材料科學與工程的興起是歷史的必然4例1馬氏體相變最先是金屬學家提出的，是鋼熱處理的理論基礎。后來在氧化鋯陶瓷中也發(fā)現了這一現象，現已被成功的用于陶瓷增韌。例2溶膠－凝膠法，最早是一種玻璃制備工藝，現已成為一種制備納米陶瓷粉的主要工藝。例3擠壓機，開始主要是用來對金屬進行冷擠壓加工以強化金屬，后來把該設備用來擠壓某些高分子材料，制成纖維材料，同樣使強度得到大幅度的提高。陶瓷材料的成型也可使用擠壓的方法。研究生產設備的通用性不但可節(jié)約資金，更重要的是能得到相互啟發(fā)和借鑒，加快新材料的研制步伐。例1馬氏體相變最先是金屬學家提出的，是鋼熱處理的理論基礎52材料科學與工程的內涵與特點材料科學－－研究材料的組成、結構和性能之間的關系。材料工程－－研究材料在制備、處理加工過程中的工藝和各種工程問題（包括加工設備）。材料科學是一門面向生產實際、為經濟建設服務的應用科學，在掌握了材料組成、結構對性能的影響規(guī)律的基礎上，必需通過合理的工藝流程，以最低的成本大批量的生產出質量穩(wěn)定有實用價值的材料來，這就是材料科學與工程的內涵。2材料科學與工程的內涵與特點材料科學－－研究材料的組成、結6因此材料科學與工程是密不可分的兩個學科，是一個整體。偏重于基礎理論方面的就稱為材料科學、偏重于工藝方面的的就稱為材料工藝（鑄、鍛、焊、熱處理）。世界上第一部《材料科學與工程百科全書》是在1986年由英國Pergamon出版社陸續(xù)出版，該書對材料科學與工程下的定義是：研究有關材料組織、結構、制備工藝流程與材料性能和用途關系的生產及其應用。因此材料科學與工程是密不可分的兩個學科，是一7材料科學是科學技術中的重要學科，是一門影響國民經濟全局的綜合科學技術，主要研究各種材料結構與性能之間的關系，即集中了解材料的本質、提出相關的理論和描述，說明材料結構是如何與其成分、性能以及行為相聯系的。近年來，國內外材料界把材料的組成與結構、合成與生產過程、性質（或性能）以及使用性能稱為材料科學的四個基本要素，把它們連接在一起，便形成一個四面體。材料科學的四要素與四面體材料科學是科學技術中的重要學科，是一門影響國民經8MaterialsTetrahedronComposition/MicrostructurePropertiesSynthesis/ProcessingPerformanceMaterialsTetrahedronCompositi91Composition/Microstructure

從不同層次（尺度）上對材料的成分、結構進行深入了解，這是材料科學的基礎部分。2Synthesis/Processing

制備從本質上講，是用一定的手段將材料中的原子、分子按照要求重新進行排列、組合，以達到實際所需要的性能。加工則是指將原料變成所需要的形狀，即成型。不同的制備和加工工藝會改變材料的性能。1Composition/Microstructure2103Properties

性質也稱為材料的固有性能，它賦予材料的價值和可應用性，包括材料本身具有的力學性能、物理性能和化學性能。4Performance

使用性能又稱服役性能，是指材料制成零件或產品后在使用過程中所表現出的行為，通常以有效壽命、安全可靠程度、成本、加工費用來衡量。使用性能和材料的性能既緊密聯系又相互區(qū)別，材料的性能是使用性能的基礎，材料的性能是在實驗室中按人為規(guī)定的條件測試出來的，和零件的使用條件不一樣，服役條件的改變會影響到材料的性能。3Properties4Performance11這四個要素密切相關，對它們的研究特別是研究它們之間的相互關系，就構成了材料科學與工程的核心。材料科學工作者的任務就是研究這四個要素以及它們之間的相互關系，在此基礎上進一步改善現有材料的性能，提高質量，挖掘它們的潛力，并根據生產實際的需要研制新材料。這四個要素密切相關，對它們的研究特別是研究它123新世紀材料科學工作者面臨的任務和挑戰(zhàn)

一、改進制備工藝，提高現有材料的質量（超級鋼）。二、研制新材料。新材料技術已被世界各發(fā)達國家列為三大高新技術之一，爭相投入巨資研究。三、材料的生產、使用與可持續(xù)發(fā)展。3新世紀材料科學工作者面臨的任務和挑戰(zhàn)

一、改進制備工藝13長期以來，人們形成了傳統的材料生產使用的固定模式，即資源開采→生產加工→消費使用→報廢丟棄的單向循環(huán)模式。地球原材料工業(yè)原料工程材料產品廢料資源開采冶煉制造加工使用失效進一步加工長期以來，人們形成了傳統的材料生產使用的固定14這種模式對資源和環(huán)境造成了極大的破壞和浪費，因為材料的生產和加工既是資源消耗大戶，又是能源消耗大戶，同時也是環(huán)境污染的主要來源。1994年以來，我國工業(yè)固體廢棄物年排放量達6.17億噸，并以年8％的速率增長，2000年，已達10億噸。其中主要有冶煉渣、礦渣、廢鋼鐵、廢有色金屬、廢玻璃、廢舊建筑材料、廢塑料、廢汽車等，化學燃料燃燒過程中排放的SO2、NO和CO2分別達到2000余萬、1000余萬和20余億噸。材料生產使用的這種單向循環(huán)模式必然造成資源緊缺→能源浪費→環(huán)境污染的嚴重后果，是一種惡性循環(huán)。這種模式對資源和環(huán)境造成了極大的破壞和浪費，因15材料消費使用的雙向循環(huán)模式。地球原材料工業(yè)原料工程材料產品廢料資源開采冶煉制造加工使用失效進一步加工無害化處理或綜合利用材料消費使用的雙向循環(huán)模式。地球原材料工業(yè)原料工程材料產品廢16長期以來，材料科學與工程界是以追求最大限度發(fā)揮材料的性能和功能為目標，一切研究和工藝都是圍繞如何提高材料的性能而展開的，對于資源、環(huán)境問題考慮很少或是根本沒有考慮，更不用說考慮材料的環(huán)境協調性問題了。在面臨全球經濟必須可持續(xù)發(fā)展的今天，這一傳統觀念必須徹底改變。長期以來，材料科學與工程界是以追求最大限度發(fā)17材料的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略1在滿足對材料性能要求的同時，必須考慮盡可能節(jié)約資源與能源，盡可能減少對環(huán)境的破壞和污染，特別是要改變片面追求性能的觀點。2改變過去那種只管制備生產、不顧使用和廢棄后資源再利用及環(huán)境污染的觀點，在研究、設計、制備材料以及使用、廢棄材料產品時，一定要把材料及其產品整個壽命周期對環(huán)境的協調性作為重要的評價指標。材料的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略183材料發(fā)展應當放在地區(qū)、國家甚至全球的可持續(xù)發(fā)展這一大目標下進行綜合考慮。材料學科的發(fā)展將涉及多學科的交叉，不僅是理工交叉，還要與文科、經濟、社會學科交叉，材料的生產使用不但要講科學技術效益、經濟效益，更要講社會效益。4發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料。指那些具有最小的環(huán)境負擔和最大的再生利用能力的材料，即節(jié)約資源和能源，減少和防止環(huán)境污染，容易回收利用，丟棄后易于自然降解而回歸自然的材料。1992年由日本首先提出，引起世界各國的高度重視，并投入了研究和開發(fā)。任何一種材料只要經過改造達到上述要求的就可認為是環(huán)境材料。3材料發(fā)展應當放在地區(qū)、國家甚至全球的可持續(xù)發(fā)展這一大195材料的生命周期評價法（LCA)LifeCycleAssessment是評價某種材料在生產制備、使用和廢棄整個過程中對環(huán)境所造成的和潛在的影響的一種客觀的方法。我國從1998年開始了這項研究，對鋼鐵、鋁、水泥、塑料、陶瓷、建筑涂料等量大面廣的幾大類基礎材料作了初步的LCA，到目前為止，已完成了各類材料基本數據調研和初步分析，初步建立了相應的LCA數據庫和評估軟件。5材料的生命周期評價法（LCA)204

十種已問世的未來材料

1.超薄超導體在涉及超導體問題上，薄是開發(fā)者們追求的終極目標。導電體越薄就越能散熱——對許多材料來說，這一點至關重要，因為如果加熱超過一定溫度，很多材料會失去超導狀態(tài)。薄還能提高材料的彈性，使薄薄的超導電膜成為數十種先進高科技產品的主要成分。實用的超薄超導體曾經被看作是代表未來的材料，它們只是在高科技的舞臺嶄露頭角。4十種已問世的未來材料1.超薄超導體在涉及超導體問題212.太陽能房頂有人總是納悶人們?yōu)楹尾挥锰柲茈姵匕邃佋O房頂。如今，這種質疑將不復存在，因為“太陽能屋頂”距離我們越來越近——目前正處于測試階段。即便如此，這種技術變成現實仍需要一定時間。正如美國能源部西北太平洋國家實驗室的發(fā)言人所言，“頗具彈性的太陽能電池板可以輕松與商業(yè)大樓和住宅的建筑風格融為一體?！边@的確是一個很酷的概念，現在就讓我們期盼這一天早日到來吧。2.太陽能房頂有人總是納悶人們?yōu)楹尾挥锰柲茈姵匕邃佋O房223.d3O凝膠一種可吸收能量的創(chuàng)新性凝膠狀物質，已應用到衣服、鞋子和軍事裝備的制造中。d3O凝膠采用尖端納米技術研制而成，表面看上去非常像果凍，它可以被隨意擠壓成各種形狀。正常情況下，d3O凝膠會保持松弛的狀態(tài)，一旦受到外力的高速劇烈撞擊時，分子將互相交錯并鎖在一起，變緊變硬，能將子彈或彈片的沖力減弱一半，進而阻止它們穿透頭盔。美國滑雪隊使用了含有d3o凝膠材料的運動裝備，由于滑雪隊員的沖刺速度往往達到每小時60英里，這種凝膠材料無疑可以為他們提供足夠的保護。3.d3O凝膠一種可吸收能量的創(chuàng)新性凝膠狀物質，已應用到234.石墨烯

還有什么事情是碳所不能及的嗎？鉆石、巴克球、納米管、碳纖維均已展示了碳作為“第六元素”的力量和榮耀?，F在，石墨烯(Graphene)正在以另一種有用而獨特的方式延續(xù)碳的神奇。石墨烯是由單層碳原子構成的二維晶體，也是目前世界上最薄的材料——幾片放在一起的直徑只有一個原子大，令其看上去其實是透明的。有一天，石墨烯可能會在大多數電腦應用中取代硅芯片和銅連接器，但其真正的潛力在于基于量的電子設備，這種設備將來會使我們的電腦看上去就像是原始的蒸汽動力工具。4.石墨烯還有什么事情是碳所不能及的嗎？鉆石、巴克球、納245.巴基球所謂的“巴基球”是由60到100個碳原子構成的球形籠狀中空結構分子，其結構與網格球頂類似，硬度則超過鉆石。之所以被稱之為“巴基球”是為了紀念已故建筑界幻想家巴克明斯特·富勒(BuckminsterFuller)?，F在，科學家已能夠將其它原子嵌入巴基球，使其成為更為強大的“載運者”。隨著研究的進一步深入，直接將納米強效藥送入體內腫瘤將成為一種可能。5.巴基球所謂的“巴基球”是由60到100個碳原子構成的256.隱形材料

早在小魔法師哈里·波特(HarryPotter)向我們炫耀他的隱身斗篷之前，我們就已經被研制隱身斗篷的前景所深深吸引。圍繞隱形這一概念，科學家已經做了大量工作。一支研究小組已經讓隱形成為現實，但只能是在微波譜情況下。舉個例子來說，一碗被加熱的湯擺在你的面前，但你卻根本看不到它的蹤影。其它研究小組已成功讓可見光譜的確定部分變成不可見。6.隱形材料早在小魔法師哈里·波特(HarryPott267.隱聲材料“糊涂偵探”麥克斯韋·精明(MaxwellSmart)和局長大人談論高度機密時使用的那個玻璃罩，更像是一件隱聲斗篷而不是一個無噪音靜錐區(qū)。作為武器家族的一把利劍，潛艇需要盡可能地做到“悄無聲息”這四個字，

美國伊利諾斯大學香檳分校教授尼古拉斯·范格(NicholasFang)研制了一種新型隔音材料，并給這種新材料取了一個非常具有科幻色彩的名字。據悉，這種新隔音材料能夠彎曲潛艇周圍的聲波，使敵方聲納無法探測到潛艇的存在。

7.隱聲材料“糊涂偵探”麥克斯韋·精明(Maxwell278.透明材料喝過裝在透明罐子里的可樂嗎？用過透明的錫箔紙包燉熟的肉嗎？對于這兩個問題，很多人一定會給出否定的答案。當前每平方英寸(約合645.16平方毫米)透明鋁片的價格為10美元，如果價格下降，透明鋁的使用將變得更為普遍，程度上將超乎我們想象。氧化鋁是紅寶石和藍寶石的主要成分，工程師已經發(fā)現將這些寶石的硬度和半透明特性融入一種材料的方式。合而為一后形成的材料不但重量輕，同時也擁有與金屬鋁一樣的柔軟性。8.透明材料喝過裝在透明罐子里的可樂嗎？用過透明的錫箔紙289.透光材料德國亞琛的LiTraCon公司研發(fā)出一種與眾不同的透光混凝土。雖然無論如何也與“透明”二字掛不上鉤，但借助于植入內部的數百個玻璃光導纖維，這種混凝土能夠讓光線從一端穿入而后再從另一端穿出。使用玻璃光導纖維意味著，即使是一面厚度達到60英尺(約合18米)的墻其發(fā)光性也與厚度僅1英尺(約合30厘米)的墻不相上下。9.透光材料德國亞琛的LiTraCon公司研發(fā)出一種與眾2910.氣凝膠氣凝膠是一種泡沫玻璃，主要因其用途——溫柔地捕獲“懷爾德2”號彗星發(fā)射的粒子——而為人們所熟知。

玻璃和氣凝膠均是基于硅的固體，但后者固體所占比例只有0.02%，余下的均被空氣占據。氣凝膠的比重只有空氣的3倍，因此也有“凝霧”之稱。在《吉尼斯世界紀錄大全》中，這種神奇材料占據了15個“最”。

10.氣凝膠氣凝膠是一種泡沫玻璃，主要因其用途——溫柔地30感謝同學的支持祝你們期末考試取得好成績，并在今后的學習中取得更大的成績！感謝同學的支持31IloveitIloveit32演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！33材料科學基礎結束語大連交通大連材料科學與工程學院材料科學基礎結束語大連交通大連材料科學與工程學院341材料科學與工程的興起和發(fā)展歷程2材料科學與工程的內涵與特點3新世紀材料科學工作者面臨的任務和挑戰(zhàn)1材料科學與工程的興起和發(fā)展歷程351材料科學與工程的興起和發(fā)展歷程一、材料學科的發(fā)展從歷史上看，材料學科的發(fā)展大致經歷了以下幾個階段：冶金學→金相學→物理冶金學→材料科學或材料科學與工程（MSE）1材料科學與工程的興起和發(fā)展歷程一、材料學科的發(fā)展36二、材料科學與工程的興起是歷史的必然材料科學這一名詞出現之前，金屬材料、陶瓷材料高分子材料包括后來出現的復合材料的發(fā)展是分別進行的，彼此之間互不相關，自成體系。但到了20世紀60～70年代，為滿足科學研究和生產對高性能材料的需要，人們發(fā)現如果在把眼光只局限在“小材料”的區(qū)域內，思路難以開闊。不同類型材料，無論是理論基礎、研究方法還是生產手段，都存在一些相似之處，它們可以互相借鑒、互相補充，取長補短，從而促使“小材料”領域的發(fā)展，于是到了20世紀80年代誕生了材料科學與工程學科。二、材料科學與工程的興起是歷史的必然37例1馬氏體相變最先是金屬學家提出的，是鋼熱處理的理論基礎。后來在氧化鋯陶瓷中也發(fā)現了這一現象，現已被成功的用于陶瓷增韌。例2溶膠－凝膠法，最早是一種玻璃制備工藝，現已成為一種制備納米陶瓷粉的主要工藝。例3擠壓機，開始主要是用來對金屬進行冷擠壓加工以強化金屬，后來把該設備用來擠壓某些高分子材料，制成纖維材料，同樣使強度得到大幅度的提高。陶瓷材料的成型也可使用擠壓的方法。研究生產設備的通用性不但可節(jié)約資金，更重要的是能得到相互啟發(fā)和借鑒，加快新材料的研制步伐。例1馬氏體相變最先是金屬學家提出的，是鋼熱處理的理論基礎382材料科學與工程的內涵與特點材料科學－－研究材料的組成、結構和性能之間的關系。材料工程－－研究材料在制備、處理加工過程中的工藝和各種工程問題（包括加工設備）。材料科學是一門面向生產實際、為經濟建設服務的應用科學，在掌握了材料組成、結構對性能的影響規(guī)律的基礎上，必需通過合理的工藝流程，以最低的成本大批量的生產出質量穩(wěn)定有實用價值的材料來，這就是材料科學與工程的內涵。2材料科學與工程的內涵與特點材料科學－－研究材料的組成、結39因此材料科學與工程是密不可分的兩個學科，是一個整體。偏重于基礎理論方面的就稱為材料科學、偏重于工藝方面的的就稱為材料工藝（鑄、鍛、焊、熱處理）。世界上第一部《材料科學與工程百科全書》是在1986年由英國Pergamon出版社陸續(xù)出版，該書對材料科學與工程下的定義是：研究有關材料組織、結構、制備工藝流程與材料性能和用途關系的生產及其應用。因此材料科學與工程是密不可分的兩個學科，是一40材料科學是科學技術中的重要學科，是一門影響國民經濟全局的綜合科學技術，主要研究各種材料結構與性能之間的關系，即集中了解材料的本質、提出相關的理論和描述，說明材料結構是如何與其成分、性能以及行為相聯系的。近年來，國內外材料界把材料的組成與結構、合成與生產過程、性質（或性能）以及使用性能稱為材料科學的四個基本要素，把它們連接在一起，便形成一個四面體。材料科學的四要素與四面體材料科學是科學技術中的重要學科，是一門影響國民經41MaterialsTetrahedronComposition/MicrostructurePropertiesSynthesis/ProcessingPerformanceMaterialsTetrahedronCompositi421Composition/Microstructure

從不同層次（尺度）上對材料的成分、結構進行深入了解，這是材料科學的基礎部分。2Synthesis/Processing

制備從本質上講，是用一定的手段將材料中的原子、分子按照要求重新進行排列、組合，以達到實際所需要的性能。加工則是指將原料變成所需要的形狀，即成型。不同的制備和加工工藝會改變材料的性能。1Composition/Microstructure2433Properties

性質也稱為材料的固有性能，它賦予材料的價值和可應用性，包括材料本身具有的力學性能、物理性能和化學性能。4Performance

使用性能又稱服役性能，是指材料制成零件或產品后在使用過程中所表現出的行為，通常以有效壽命、安全可靠程度、成本、加工費用來衡量。使用性能和材料的性能既緊密聯系又相互區(qū)別，材料的性能是使用性能的基礎，材料的性能是在實驗室中按人為規(guī)定的條件測試出來的，和零件的使用條件不一樣，服役條件的改變會影響到材料的性能。3Properties4Performance44這四個要素密切相關，對它們的研究特別是研究它們之間的相互關系，就構成了材料科學與工程的核心。材料科學工作者的任務就是研究這四個要素以及它們之間的相互關系，在此基礎上進一步改善現有材料的性能，提高質量，挖掘它們的潛力，并根據生產實際的需要研制新材料。這四個要素密切相關，對它們的研究特別是研究它453新世紀材料科學工作者面臨的任務和挑戰(zhàn)

一、改進制備工藝，提高現有材料的質量（超級鋼）。二、研制新材料。新材料技術已被世界各發(fā)達國家列為三大高新技術之一，爭相投入巨資研究。三、材料的生產、使用與可持續(xù)發(fā)展。3新世紀材料科學工作者面臨的任務和挑戰(zhàn)

一、改進制備工藝46長期以來，人們形成了傳統的材料生產使用的固定模式，即資源開采→生產加工→消費使用→報廢丟棄的單向循環(huán)模式。地球原材料工業(yè)原料工程材料產品廢料資源開采冶煉制造加工使用失效進一步加工長期以來，人們形成了傳統的材料生產使用的固定47這種模式對資源和環(huán)境造成了極大的破壞和浪費，因為材料的生產和加工既是資源消耗大戶，又是能源消耗大戶，同時也是環(huán)境污染的主要來源。1994年以來，我國工業(yè)固體廢棄物年排放量達6.17億噸，并以年8％的速率增長，2000年，已達10億噸。其中主要有冶煉渣、礦渣、廢鋼鐵、廢有色金屬、廢玻璃、廢舊建筑材料、廢塑料、廢汽車等，化學燃料燃燒過程中排放的SO2、NO和CO2分別達到2000余萬、1000余萬和20余億噸。材料生產使用的這種單向循環(huán)模式必然造成資源緊缺→能源浪費→環(huán)境污染的嚴重后果，是一種惡性循環(huán)。這種模式對資源和環(huán)境造成了極大的破壞和浪費，因48材料消費使用的雙向循環(huán)模式。地球原材料工業(yè)原料工程材料產品廢料資源開采冶煉制造加工使用失效進一步加工無害化處理或綜合利用材料消費使用的雙向循環(huán)模式。地球原材料工業(yè)原料工程材料產品廢49長期以來，材料科學與工程界是以追求最大限度發(fā)揮材料的性能和功能為目標，一切研究和工藝都是圍繞如何提高材料的性能而展開的，對于資源、環(huán)境問題考慮很少或是根本沒有考慮，更不用說考慮材料的環(huán)境協調性問題了。在面臨全球經濟必須可持續(xù)發(fā)展的今天，這一傳統觀念必須徹底改變。長期以來，材料科學與工程界是以追求最大限度發(fā)50材料的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略1在滿足對材料性能要求的同時，必須考慮盡可能節(jié)約資源與能源，盡可能減少對環(huán)境的破壞和污染，特別是要改變片面追求性能的觀點。2改變過去那種只管制備生產、不顧使用和廢棄后資源再利用及環(huán)境污染的觀點，在研究、設計、制備材料以及使用、廢棄材料產品時，一定要把材料及其產品整個壽命周期對環(huán)境的協調性作為重要的評價指標。材料的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略513材料發(fā)展應當放在地區(qū)、國家甚至全球的可持續(xù)發(fā)展這一大目標下進行綜合考慮。材料學科的發(fā)展將涉及多學科的交叉，不僅是理工交叉，還要與文科、經濟、社會學科交叉，材料的生產使用不但要講科學技術效益、經濟效益，更要講社會效益。4發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料。指那些具有最小的環(huán)境負擔和最大的再生利用能力的材料，即節(jié)約資源和能源，減少和防止環(huán)境污染，容易回收利用，丟棄后易于自然降解而回歸自然的材料。1992年由日本首先提出，引起世界各國的高度重視，并投入了研究和開發(fā)。任何一種材料只要經過改造達到上述要求的就可認為是環(huán)境材料。3材料發(fā)展應當放在地區(qū)、國家甚至全球的可持續(xù)發(fā)展這一大525材料的生命周期評價法（LCA)LifeCycleAssessment是評價某種材料在生產制備、使用和廢棄整個過程中對環(huán)境所造成的和潛在的影響的一種客觀的方法。我國從1998年開始了這項研究，對鋼鐵、鋁、水泥、塑料、陶瓷、建筑涂料等量大面廣的幾大類基礎材料作了初步的LCA，到目前為止，已完成了各類材料基本數據調研和初步分析，初步建立了相應的LCA數據庫和評估軟件。5材料的生命周期評價法（LCA)534

十種已問世的未來材料

1.超薄超導體在涉及超導體問題上，薄是開發(fā)者們追求的終極目標。導電體越薄就越能散熱——對許多材料來說，這一點至關重要，因為如果加熱超過一定溫度，很多材料會失去超導狀態(tài)。薄還能提高材料的彈性，使薄薄的超導電膜成為數十種先進高科技產品的主要成分。實用的超薄超導體曾經被看作是代表未來的材料，它們只是在高科技的舞臺嶄露頭角。4十種已問世的未來材料1.超薄超導體在涉及超導體問題542.太陽能房頂有人總是納悶人們?yōu)楹尾挥锰柲茈姵匕邃佋O房頂。如今，這種質疑將不復存在，因為“太陽能屋頂”距離我們越來越近——目前正處于測試階段。即便如此，這種技術變成現實仍需要一定時間。正如美國能源部西北太平洋國家實驗室的發(fā)言人所言，“頗具彈性的太陽能電池板可以輕松與商業(yè)大樓和住宅的建筑風格融為一體?！边@的確是一個很酷的概念，現在就讓我們期盼這一天早日到來吧。2.太陽能房頂有人總是納悶人們?yōu)楹尾挥锰柲茈姵匕邃佋O房553.d3O凝膠一種可吸收能量的創(chuàng)新性凝膠狀物質，已應用到衣服、鞋子和軍事裝備的制造中。d3O凝膠采用尖端納米技術研制而成，表面看上去非常像果凍，它可以被隨意擠壓成各種形狀。正常情況下，d3O凝膠會保持松弛的狀態(tài)，一旦受到外力的高速劇烈撞擊時，分子將互相交錯并鎖在一起，變緊變硬，能將子彈或彈片的沖力減弱一半，進而阻止它們穿透頭盔。美國滑雪隊使用了含有d3o凝膠材料的運動裝備，由于滑雪隊員的沖刺速度往往達到每小時60英里，這種凝膠材料無疑可以為他們提供足夠的保護。3.d3O凝膠一種可吸收能量的創(chuàng)新性凝膠狀物質，已應用到564.石墨烯

還有什么事情是碳所不能及的嗎？鉆石、巴克球、納米管、碳纖維均已展示了碳作為“第六元素”的力量和榮耀?，F在，石墨烯(Graphene)正在以另一種有用而獨特的方式延續(xù)碳的神奇。石墨烯是由單層碳原子構成的二維晶體，也是目前世界上最薄的材料——幾片放在一起的直徑只有一個原子大，令其看上去其實是透明的。有一天，石墨烯可能會在大多數電腦應用中取代硅芯片和銅連接器，但其真正的潛力在于基于量的電子設備，這種設備將來會使我們的電腦看上去就像是原始的蒸汽動力工具。4.石墨烯還有什么事情是碳所不能及的嗎？鉆石、巴克球、納575.巴基球所謂的“巴基球”是由60到100個碳原子構成的球形籠狀中空結構分子，其結構與網格球頂類似，硬度則超過鉆石。之所以被稱之為“巴基球”是為了紀念已故建筑界幻想家巴克明斯特·富勒(BuckminsterFuller)?，F在，科學家已能夠將其它原子嵌入巴基球，使其成為更為強大的“載運者”。隨著研究的進一步深入，直接將納米強效藥送入體內腫瘤將成為一種可能。5.巴基球所謂的“巴基球”是由60到100個碳原子構成的58