聚合物結(jié)構(gòu)與性能課件-材料結(jié)構(gòu)與性能

材料結(jié)構(gòu)與性能（Ⅱ）

-現(xiàn)名為“聚合物結(jié)構(gòu)與性能”材料結(jié)構(gòu)與性能（Ⅱ）

-現(xiàn)名為“聚合物結(jié)構(gòu)與性能”1學(xué)習(xí)這門課的要求和建議這門課涉及的方面很廣，對(duì)知識(shí)多方面的了解非常必要，所以在學(xué)習(xí)過程中要廣泛的閱讀各方面的參考書因?yàn)檎n程內(nèi)容較深，需要大家集中精力來領(lǐng)會(huì)講課的實(shí)質(zhì)，勤記筆記，多思考，真正掌握課程的內(nèi)容為了使大家能夠深入了解課程的內(nèi)容，課堂上提問多，大家隨時(shí)準(zhǔn)備回答問題，回答的對(duì)錯(cuò)不影響學(xué)習(xí)成績(jī)，大膽的發(fā)表自己的看法期末考試是閉卷考試，但是考前提供復(fù)習(xí)提綱以便大家更深入的學(xué)透課程的主要內(nèi)容最后按筆記和考試情況打分學(xué)習(xí)這門課的要求和建議這門課涉及的方面很廣，對(duì)知識(shí)多方面的了2課程大體目錄序言第一章物質(zhì)世界的普遍規(guī)律及其層次結(jié)構(gòu)第二章元素周期律和元素的基本特征第三章凝聚態(tài)材料的形成（包括四大材料）課程大體目錄序言3序言材料科學(xué)與工程和當(dāng)代科技發(fā)展的關(guān)系序言材料科學(xué)與工程和當(dāng)代科技發(fā)展的關(guān)系4第一節(jié)、概括了解材料 材料的定義：

可以用來制備有用物件的物質(zhì)為了某種利用的目的而具備必要性質(zhì)的物質(zhì)材料的意義：

是人類從事生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)

是人類文明的重要支柱

其進(jìn)步取決于社會(huì)生產(chǎn)力和科技進(jìn)步

其發(fā)展將推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展第一節(jié)、概括了解材料 材料的定義：

可以用來制備有53.材料發(fā)展的歷史

材料應(yīng)用的發(fā)展是人類發(fā)展的里程碑。人類所有的文明進(jìn)程都是一他們使用的材料來分類的。1800200019002YEAR10486STRENGTH/DENSITY(IN.X10^6)BroneWoodStoneCastIronCompositesSteelAramidFibersCarbonFibers3.材料發(fā)展的歷史

材料應(yīng)用的發(fā)展是人類發(fā)64.五次產(chǎn)業(yè)革命(1)石器時(shí)代：燧石，一種容易制成工具的石頭300,000BC—3,500BC新石器時(shí)代陶繪鉆木取火4.五次產(chǎn)業(yè)革命(1)石器時(shí)代：燧石，一種容易制成工具的石頭7(2)青銅器時(shí)代蟠龍方壺3,000BC—十六世紀(jì)素身銅爵越王勾踐寶劍青銅：銅和錫的合金(2)青銅器時(shí)代蟠龍方壺3,000BC—十六世紀(jì)素身銅8(3)蒸汽機(jī)時(shí)代以英國(guó)為中心，瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)鑄鐵，鐵金屬1600AD-20世紀(jì)圖為矗立在伯明翰市中心、紀(jì)念詹姆斯·瓦特（右）等發(fā)明蒸汽機(jī)的銅雕像蒸汽機(jī)倫敦塔橋(3)蒸汽機(jī)時(shí)代以英國(guó)為中心，瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)1600AD-9(4)化學(xué)工業(yè)興起時(shí)代以德國(guó)為中心煤焦化得到煤焦油等有機(jī)物，從而進(jìn)行各種反應(yīng)20世紀(jì)德國(guó)化學(xué)家拜耳柏林(4)化學(xué)工業(yè)興起時(shí)代以德國(guó)為中心20世紀(jì)德國(guó)化學(xué)家拜耳柏10(5)電氣和微電子產(chǎn)業(yè)時(shí)代以美國(guó)為中心計(jì)算機(jī)，半導(dǎo)體等電與機(jī)械統(tǒng)一的控制論20世紀(jì)下芯片高溫超導(dǎo)體馮·諾伊曼(5)電氣和微電子產(chǎn)業(yè)時(shí)代以美國(guó)為中心20世紀(jì)下芯片高溫超11(6)新時(shí)代來臨的預(yù)兆生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展包括納米材料在內(nèi)的新型材料的發(fā)展21世紀(jì)據(jù)專家估計(jì)本世紀(jì)20年代人類將迎接下一個(gè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，即生物技術(shù)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)時(shí)代的到來(6)新時(shí)代來臨的預(yù)兆生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展21世紀(jì)12第二節(jié)、當(dāng)今世界科技發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)生命科學(xué)與生物技術(shù)信息科學(xué)與工程材料科學(xué)與工程新型能源科學(xué)環(huán)境科學(xué)海洋科學(xué)宇航科學(xué)安全科學(xué)21世紀(jì)人類面臨的八大領(lǐng)域：此八大領(lǐng)域均與材料的重要性有關(guān)第二節(jié)、當(dāng)今世界科技發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)生命科學(xué)與生物技術(shù)21世131.生命科學(xué)和生物技術(shù)21世紀(jì)的生命科學(xué)將向最基本的、最復(fù)雜的微觀和宏觀兩極發(fā)展：

一方面分子生物學(xué)和量子生物學(xué)將廣泛地向其分支

學(xué)科領(lǐng)域滲透一方面生態(tài)學(xué)又向研究具有復(fù)雜功能的生態(tài)系統(tǒng)乃

至生物圈方向發(fā)展。最后，必將把微觀與宏觀整體地聯(lián)系起來，即把分子、細(xì)胞、個(gè)體、群體、群落等生命不同結(jié)構(gòu)層次作為一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。因此，分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、腦科學(xué)和生態(tài)學(xué)仍然是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。1.生命科學(xué)和生物技術(shù)21世紀(jì)的生命科學(xué)將向最基本的、最復(fù)雜141.1生命科學(xué)將成為

自然科學(xué)的帶頭學(xué)科

DNA分子是雙螺旋結(jié)構(gòu)，其螺旋的骨架是由核苷酸的糖（脫氧核糖）和磷酸相結(jié)合而成的，從彼此反向的兩根螺旋分別伸長(zhǎng)開來的堿基相互結(jié)合而形成雙螺旋

1.1生命科學(xué)將成為

自然科學(xué)的帶頭學(xué)科DNA分151.1.1分子生物學(xué)將在生命科學(xué)中保持主流地位20世紀(jì)末，人類基因組全部測(cè)試工作基本完成預(yù)示著新世紀(jì)生命科學(xué)必將醞釀著一系列新的宏大突破。基因組學(xué)這個(gè)計(jì)劃與曼哈頓原子彈計(jì)劃、阿波羅登月計(jì)劃并稱20世紀(jì)人類三大科學(xué)計(jì)劃。

1.1.1分子生物學(xué)將在生命科學(xué)中保持主流地位20世紀(jì)末，人16蛋白質(zhì)組學(xué):以基因組全序列為基礎(chǔ)，從整個(gè)基因組及其全套蛋白質(zhì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)-功能出發(fā)去了解生命活動(dòng)的全貌。

2019年以來，國(guó)際人類蛋白質(zhì)組組織(HUPO)正式成立

人類基因組計(jì)劃的成功實(shí)施，為了真正破譯、讀懂遺傳信息，各國(guó)科學(xué)家隨即將生命科學(xué)的戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)到以闡明人類基因組整體功能為目標(biāo)的功能基因組學(xué)上。這樣蛋白質(zhì)自然成為新的研究焦點(diǎn)。以研究一種細(xì)胞、組織或完整生物體所擁有的全套蛋白質(zhì)為特征的蛋白質(zhì)組學(xué)自然就成為功能基因組學(xué)中的“中流砥柱”，構(gòu)成了功能基因組學(xué)研究的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

蛋白質(zhì)組學(xué):2019年以來，國(guó)際人類蛋白質(zhì)組組織(HUPO)171.1.2細(xì)胞生物學(xué)還作為生命科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)繼續(xù)發(fā)展動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞是生命的基本單位，細(xì)胞的特殊性決定了個(gè)體的特殊性，因此，對(duì)細(xì)胞的深入研究是揭開生命奧秘、改造生命和征服疾病的關(guān)鍵?，F(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)從顯微水平，超微水平和分子水平等不同層次研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及生命活動(dòng)。在我國(guó)基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展規(guī)劃中，細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)，神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)并列為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科。

1.1.2細(xì)胞生物學(xué)還作為生命科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)繼續(xù)發(fā)展動(dòng)物細(xì)胞181.1.3腦科學(xué)將代表生命科學(xué)發(fā)展的一個(gè)高峰關(guān)于大腦功能的研究，已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)最深?yuàn)W的課題，也是最難攻克的科學(xué)堡壘。為了探索人腦奧秘，攻克各種疾病，開發(fā)人工智能技術(shù)，歐美等國(guó)家紛紛制定了腦科學(xué)研究的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，并宣布21世紀(jì)是“腦科學(xué)時(shí)代”。

1.1.3腦科學(xué)將代表生命科學(xué)發(fā)展的一個(gè)高峰關(guān)于大腦功能的研191.2生物技術(shù)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的核心是生命科學(xué)。以基因克隆和重組技術(shù)日趨成熟,在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥和疾病防治景，對(duì)人類的生活將產(chǎn)生重大影響基因技術(shù)對(duì)人類的貢獻(xiàn)程度取決于對(duì)基因組的研究進(jìn)展。耗資數(shù)十億美元的人類基因組計(jì)劃在2019年已經(jīng)提前完成，為揭示人類的生長(zhǎng)、衰老、疾病、死亡的秘密打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

用轉(zhuǎn)變基因技術(shù)繁殖的一頭牛

1.2生物技術(shù)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的核心是生命科學(xué)。以基因克隆和20人工合成牛胰島素雜交水稻轉(zhuǎn)基因鯉魚

人工合成牛胰島素雜交水稻轉(zhuǎn)基因鯉魚21生物芯片生物芯片技術(shù)是通過縮微技術(shù)，根據(jù)分子間特異性地相互作用的原理，將生命科學(xué)領(lǐng)域中不連續(xù)的分析過程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、基因及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測(cè)。生物芯片技術(shù)廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境保護(hù)、司法鑒定等領(lǐng)域。成為與晶體管芯片一樣重要的產(chǎn)業(yè)。生物芯片生物芯片技術(shù)是通過縮微技術(shù)，根據(jù)分子間特異性地相互作22史前人類——金字塔的特殊結(jié)構(gòu)秘密及UFO地球上的生命起源的奧秘——原始地球上積聚的前生物有機(jī)分子（類蛋白質(zhì)、類核酸、類脂、糖類等有機(jī)物質(zhì)）是如何進(jìn)化成生命的呢？其他物種的遺傳基因密碼子使用頻率遺傳基因與微觀環(huán)境對(duì)DNA基因結(jié)構(gòu)的影響氨基酸和遺傳密碼子堿基結(jié)構(gòu)之間化學(xué)進(jìn)化的耗散過程四堿基內(nèi)聚能密度類型對(duì)遺傳密碼子分布的調(diào)控機(jī)理染色體結(jié)構(gòu)與“怪?jǐn)?shù)”之說尚需我們努力的方向：史前人類——金字塔的特殊結(jié)構(gòu)秘密及UFO尚需我們努力的方向23有關(guān)金字塔的許多參數(shù)具有特殊意義:

①金字塔高×10億=地球到太陽距離=1.5億公里。②③塔的周長(zhǎng)正好365.24埃及米=1年的天數(shù)。④塔的自重×1015=地球重量。⑤金字塔錐角正好是自然塌落現(xiàn)象的穩(wěn)定角515049，四邊邊長(zhǎng)誤差不到20厘米，它的輔角和西北角的高度相差僅1.27厘米，東西軸和南北軸線的方位誤差不超過5弧秒，是最穩(wěn)定錐角結(jié)構(gòu)，這樣的高精度建筑連現(xiàn)代建筑科學(xué)與工程技術(shù)也難以達(dá)到，不可思議。⑥一座金字塔大約由260萬塊巨石組成，每塊巨石平均重約5～12噸，其中最重的達(dá)1600噸，連現(xiàn)代工程技術(shù)也難作到。⑦金字塔處于地球北偉30的陸地重力中心，把陸地平分為兩半，地球兩極軸心的位置每一天都有一定的變化，但在經(jīng)25827年周期后，軸心位置又回到原來的位置，而有意思的是金字塔對(duì)角線之和也正符25827.6這個(gè)數(shù)字。⑧塔內(nèi)有一種力量，可使金屬不生銹，一枚銹跡斑斑的金屬變得金光燦爛，牛奶保鮮，水果保質(zhì)，病人康復(fù)，頭痛，牙痛者進(jìn)金字塔內(nèi)過一小時(shí)左右就不痛了。一些菜籽進(jìn)金字塔就能發(fā)芽，且苗長(zhǎng)4倍，葉綠素多4倍?？雌饋斫鹱炙且粋€(gè)非常好的微波振諧腔體，形成各種生命的能量?，F(xiàn)在用類似金字塔結(jié)構(gòu)的建筑，或隨便用紙、木板、鐵質(zhì)造的模型也有類似上述“金字塔效應(yīng)”；作者也發(fā)現(xiàn)用紙做的金字塔蓋在臉上睡覺，睡得很香，并進(jìn)入一些怪夢(mèng)中。有關(guān)金字塔的許多參數(shù)具有特殊意義:①金字塔高×10億=地24通信衛(wèi)星信息——人腦的延續(xù)2.信息技術(shù)萊布尼茨發(fā)明的二進(jìn)制在計(jì)算機(jī)以及信息理論中的運(yùn)用，使得信息技術(shù)將繼續(xù)在所有方面深刻地影響世界

通信衛(wèi)星信息——人腦的延續(xù)2.信息技術(shù)萊布尼茨25單晶硅為代表的半導(dǎo)體微電子材料激光晶體為代表的光電子材料；介質(zhì)陶瓷和熱敏陶瓷為代表的電子陶瓷材料釹鐵硼（NdFeB）永磁材料為代表的磁性材料；光纖通信材料磁存儲(chǔ)和光盤存儲(chǔ)為主的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)材料壓電晶體與薄膜材料貯氫材料和鋰離子嵌入材料為代表的綠色電池材料這些基礎(chǔ)材料及其產(chǎn)品支撐著通信、計(jì)算機(jī)、信息家電與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電子信息材料

是指在微電子、光電子技術(shù)和新型元器件基礎(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域中所用的材料，主要包括：?jiǎn)尉Ч铻榇淼陌雽?dǎo)體微電子材料這些基礎(chǔ)材料及其26全球定位系統(tǒng)技術(shù)GPS俄羅斯Glonass(格洛納斯全球?qū)Ш较到y(tǒng))信息技術(shù)全方位的發(fā)展正在改變著人們幾千年來形成的信息傳遞方式、人際間的溝通方式和社會(huì)管理的組織方式，并深刻地影響著社會(huì)生活、企業(yè)和政府運(yùn)作的方式。

歐洲的Galileo定位系統(tǒng)中國(guó)北斗定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)技術(shù)GPS俄羅斯Glonass(格洛納斯全球?qū)Ш?7光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)都在加速研究量子計(jì)算以色列已經(jīng)研制出一種由DNA分子和酶分子構(gòu)成的微型“生物計(jì)算機(jī)”，一萬億個(gè)這樣的計(jì)算機(jī)僅一滴水那樣大。大規(guī)模神經(jīng)集成電路進(jìn)行檢測(cè),第六代電子計(jì)算機(jī)的心臟

經(jīng)過特殊培養(yǎng)后制成的生物芯片，可作為一種新型高速計(jì)算機(jī)的集成電路光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)都在加速研究量子計(jì)算以色列28我國(guó)最小遙感衛(wèi)星遙感技術(shù)我國(guó)最小遙感衛(wèi)星遙感技術(shù)29家電信息技術(shù)家電信息技術(shù)30尚需我們努力的方向：目前計(jì)算機(jī)一切信息信號(hào)就是由八種信息密碼的排序來實(shí)現(xiàn)的。但是這種計(jì)算機(jī)智能與人類腦力仍有很大差距。為了使電子計(jì)算機(jī)的功能進(jìn)一步提高，以色列最近發(fā)明的DNA計(jì)算機(jī)，正在向?qū)嵱梅较虬l(fā)展。計(jì)算機(jī)科技還要進(jìn)一步向深亞米化、超大規(guī)模集成、網(wǎng)格化、智能化方向發(fā)展生物計(jì)算機(jī)（8*8種信息密碼排序）實(shí)用化還有很長(zhǎng)的路要走尚需我們努力的方向：目前計(jì)算機(jī)一切信息信號(hào)就是由八種信息密碼313.新材料繼續(xù)成為人類文明的基石材料應(yīng)用的發(fā)展是人類發(fā)展的里程碑。人類所有的文明進(jìn)程都是一他們使用的材料來分類的。石器時(shí)代、銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代等。納米材料電子信息材料先進(jìn)陶瓷材料復(fù)合材料生物材料高分子材料3.新材料繼續(xù)成為人類文明的基石材料應(yīng)用的發(fā)展是人類發(fā)展的里32神州6號(hào)有望用上“納米鐵紙”比紙還薄3.1納米材料具有特殊的量子效應(yīng)、界面效應(yīng)、表面效應(yīng)等等，使材料表現(xiàn)出物理和化學(xué)上的奇異現(xiàn)象，將會(huì)帶來很多的工業(yè)應(yīng)用當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿包括：以碳納米管為代表的納米組裝材料；納米陶瓷和納米復(fù)合材料等高性能納米結(jié)構(gòu)材料；納米涂層材料的設(shè)計(jì)與合成；單電子晶體管、納米激光器和納米開關(guān)等納米電子器件的研制、C60超高密度信息存貯材料等。

神州6號(hào)有望用上“納米鐵紙”比紙還薄3.1納米材料具有特殊33光子晶體與光子晶體光纖有機(jī)顯示材料光導(dǎo)纖維3.2電子信息材料的總體發(fā)展趨勢(shì)是向著大尺寸、高均勻性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向發(fā)展。當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿：包括柔性晶體管、光子晶體、SiC、GaN、ZnSe等寬禁帶半導(dǎo)體材料為代表的第三代半導(dǎo)體材料、有機(jī)顯示材料以及各種納米電子材料等。光子晶體與光子晶體光纖有機(jī)顯示材料光導(dǎo)纖維3.2電子信息材343.3先進(jìn)陶瓷材料高性能低溫?zé)Y(jié)陶瓷陶瓷電容器壓電陶瓷換能晶片當(dāng)前的研究熱點(diǎn)：包括陶瓷材料的強(qiáng)韌化技術(shù)、納米陶瓷材料的制備合成技術(shù)、先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料體系的設(shè)計(jì)以及電子陶瓷材料的高勻、超細(xì)技術(shù)。

透明陶瓷鏡頭

納米陶瓷3.3先進(jìn)陶瓷材料高性能低溫?zé)Y(jié)陶瓷陶瓷電容器壓電陶瓷換能35未來復(fù)合材料的研究方向:主要集中在納米復(fù)合材料、仿生復(fù)合材料和多功能、智能復(fù)合材料等領(lǐng)域。

超塑鋁合金制造的汽車外形用無壓滲透法制備的鋁基復(fù)合材料3.4復(fù)合材料全復(fù)合材料機(jī)體無人直升機(jī)未來復(fù)合材料的研究方向:主要集中在納米復(fù)合材料、仿生復(fù)合材料363.5生物材料：材料科學(xué)技術(shù)中的一個(gè)正在發(fā)展的新領(lǐng)域，不僅技術(shù)含量和經(jīng)濟(jì)價(jià)值高人工骨

我國(guó)第一項(xiàng)納米醫(yī)藥產(chǎn)品——納米人工骨顆粒人工皮膚

人造心臟

3.5生物材料：材料科學(xué)技術(shù)中的一個(gè)正在發(fā)展的新領(lǐng)域，不僅373.6高分子材料塑料橡膠纖維表面材料（涂料）注：此部分將在以后進(jìn)行詳細(xì)講解3.6高分子材料塑料橡膠纖維表面材料（涂料）注：此部分將在383.6.1功能高分子材料近年來一些功能高分子材料的出現(xiàn)，如光敏高分子、導(dǎo)電性高分子、醫(yī)用高分子、高分子膜等，將加速合成材料工業(yè)的發(fā)展，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)起一定的推動(dòng)作用。聚合物鋰電池超級(jí)吸水聚合物聚合物光纖脂質(zhì)水凝膠3.6.1功能高分子材料近年來一些功能高分子39超強(qiáng)度(每平方厘米2000公斤以上);超微比重(每立方厘米0.001克以下）；多功能；無污染（可自毀）；可再生。

在新的世紀(jì)我們對(duì)材料提出了

前所未有的高要求：生物材料功能化干細(xì)胞應(yīng)用于組織工程在新的世紀(jì)我們對(duì)材料提出了

前所未有的高要求：生物材料功能化404.能源科學(xué)能源是人類社會(huì)存在和發(fā)展的基石，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文明進(jìn)步的基本約束條件化石燃料高效與清潔利用技術(shù)廣泛應(yīng)用，節(jié)能技術(shù)和能源高效利用技術(shù)越來越受到廣泛重視煤直接液化高效催化劑4.能源科學(xué)能源是人類社會(huì)存在和發(fā)展的基石，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文明41能源生產(chǎn)與節(jié)能先進(jìn)技術(shù)無不建立在新材料不斷發(fā)展的基礎(chǔ)之上化石能源的高效與清潔生產(chǎn)需要材料的不斷改進(jìn)核能仍將不斷得到發(fā)展，材料是關(guān)鍵之一再生能源（特別是太陽能）的利用雖然誘人，但材料是瓶頸超導(dǎo)材料、磁性材料、蓄電池及燃料電池發(fā)揮越來越重要的作用，需要高效率的正電極和負(fù)電極新材料因此，隨著材料科學(xué)技術(shù)，特別是納米技術(shù)受到高度重視，21世紀(jì)能源新材料將會(huì)得到迅速發(fā)展能源生產(chǎn)與節(jié)能先進(jìn)技術(shù)無不建立在新材料不斷發(fā)展的基礎(chǔ)之上化石42硅太陽能電磁加大利用各種可再生能源高空發(fā)電機(jī)“捕捉風(fēng)能”風(fēng)車發(fā)電生物能硅太陽能電磁加大利用各種可再生能源高空發(fā)電機(jī)“捕捉風(fēng)能”風(fēng)車43開發(fā)新能源技術(shù)方面有所突破通用公司的氫動(dòng)力車Hy-wire

秦山核電站美國(guó)開始研制核能飛船地球到火星不到60天中國(guó)新型核潛艇開發(fā)新能源技術(shù)方面有所突破通用公司的氫動(dòng)力車Hy-wire44我們尚需努力的方向：降低各種新能源的成本，使他們進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化研制出高效、安全、潔凈的核能系統(tǒng)進(jìn)一步開發(fā)新的能源：波能、可燃冰、煤成氣、微生物、綠藻現(xiàn)有煤向油的直接轉(zhuǎn)化利用化學(xué)方法研制出更加高效的燃料電池以及太陽能電池與能源相關(guān)領(lǐng)域如新型材料的開發(fā)我們尚需努力的方向：降低各種新能源的成本，使他們進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化455.環(huán)境科學(xué)隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類越來越覺得環(huán)境的重要，從而誕生一門從生態(tài)觀點(diǎn)出發(fā)，將資源的合理利用和環(huán)境保護(hù)運(yùn)用到生產(chǎn)和環(huán)境建設(shè)領(lǐng)域的綜合性學(xué)科——資源環(huán)境科學(xué)5.環(huán)境科學(xué)隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類46環(huán)境污染使人類的生存遭到威脅水、空氣、土地是我們生存的基礎(chǔ)，可當(dāng)水的清澈，空氣的自由呼吸，土地的肥沃被滿眼的油污，被刺鼻的化學(xué)味，被漂浮的粉塵侵蝕后，我們面對(duì)的將是無法挽回的傷痛，是癌癥、是白血病、是中毒，甚至是死亡的代價(jià)！污染的河流環(huán)境污染使人類的生存遭到威脅水、空氣、土地是我們生存的基礎(chǔ)，47酸雨沙漠化南極上空的臭氧空洞白色污染污染的河流酸雨沙漠化南極上空的臭氧空洞白色污染污染的河流48白色污染要解決“白色污染”問題，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：

1.減少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等2.重復(fù)使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等；3.分類回收各種廢棄塑料4.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

可降解塑料的降解過程白色污染要解決“白色污染”問題，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：可49從生態(tài)觀點(diǎn)出發(fā)，將資源的合理利用和環(huán)境保護(hù)運(yùn)用到生產(chǎn)和環(huán)境建設(shè)領(lǐng)域中先進(jìn)資源的化學(xué)制控和工程技術(shù)及各種廢棄資源回收與提升新型環(huán)境友好型材料的開發(fā)：可降解材料、可回收材料、抑菌材料等防止沙漠化和沙漠的利用保護(hù)環(huán)境從生態(tài)觀點(diǎn)出發(fā)，將資源的合理利用和環(huán)境保護(hù)運(yùn)用到生產(chǎn)和環(huán)境建506.海洋技術(shù)海洋科技事關(guān)人類的可持續(xù)發(fā)展，事關(guān)國(guó)家安全、世界政治和經(jīng)濟(jì)格局，因此越來越引起各國(guó)的重視。6.海洋技術(shù)海洋科技事關(guān)人類的可持續(xù)發(fā)展，事關(guān)國(guó)家安全、世界51

海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)——海床基動(dòng)力要素綜合自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)

BY8-水下金屬探測(cè)儀在軍事領(lǐng)域被廣泛使用，同時(shí)也被應(yīng)用于沉船打撈、漁業(yè)、水下考古等

海洋資源的開發(fā)，深水作業(yè)需要其他相關(guān)領(lǐng)域科技的支持，材料科學(xué)的發(fā)展，高強(qiáng)超韌材料的研發(fā)可以為我國(guó)的海洋開發(fā)、海洋利用和海洋保護(hù)提供先進(jìn)的技術(shù)和手段。海洋資源的開發(fā)需要材料學(xué)的發(fā)展海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)——海床基動(dòng)力要素綜合自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)BY8-水52不久前美國(guó)一權(quán)威著作預(yù)言：21世紀(jì)國(guó)家對(duì)航天能力的依賴可與19—20世紀(jì)國(guó)家對(duì)電力、石油的依賴相比擬。

7.空間技術(shù)幫助人類實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)古夢(mèng)想不久前美國(guó)一權(quán)威著作預(yù)言：21世紀(jì)國(guó)家對(duì)航天能力的依賴可與153這些航天運(yùn)載工具的外殼一般為玻璃鋼，用碳纖維浸漬于酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂上，然后手工覆上，最后用超聲波檢驗(yàn)，保證無氣泡。航天器的發(fā)展必須以高性能材料的發(fā)展為基礎(chǔ)，有極輕的重量和極高的強(qiáng)度，從而使它們性能先進(jìn)、有效載荷大和耐航性長(zhǎng)“神舟”五號(hào)載人飛船成功發(fā)射

材料在航天領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用這些航天運(yùn)載工具的外殼一般為玻璃鋼，用碳纖維浸54“發(fā)現(xiàn)號(hào)”外掛油箱上絕熱泡沫的脫落曾讓許多美國(guó)人心驚膽戰(zhàn)而三年前，正是由于塑料泡沫部件在發(fā)射時(shí)撞壞了一片防熱瓦，導(dǎo)致“哥倫比亞”號(hào)在返航時(shí)空中解體“發(fā)現(xiàn)號(hào)”航天飛機(jī)“發(fā)現(xiàn)號(hào)”外掛油箱上絕熱泡沫的脫落曾讓許多美國(guó)人心驚膽戰(zhàn)“發(fā)55國(guó)際號(hào)空間站和平號(hào)空間站哈勃空間望遠(yuǎn)鏡國(guó)際號(hào)空間站和平號(hào)空間站哈勃空間望遠(yuǎn)鏡56美國(guó)全球定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航歐洲Galileo（伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）俄羅斯Glonass(格洛納斯全球?qū)Ш较到y(tǒng))美國(guó)全球定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航歐洲Galileo（伽利略衛(wèi)星導(dǎo)57已經(jīng)建成的月球資源開發(fā)基地

月球地形圖，藍(lán)色區(qū)域主要由月海玄武巖所覆蓋

已經(jīng)建成的月球資源開發(fā)基地月球地形圖，藍(lán)色區(qū)域主要由月海玄58我們尚需努力的方向：更全面地認(rèn)識(shí)地球。由于地球面積遼闊，人們僅從地面上認(rèn)清地球非常困難，所以必須發(fā)展空間技術(shù)獲取新的資源，因?yàn)榈厍蛸Y源十分有限，所以人類必須尋找、開發(fā)和利用空間資源。開發(fā)新的高性能材料火星探索“漫游者”我們尚需努力的方向：更全面地認(rèn)識(shí)地球。由于地球面積遼闊，人們59綠色農(nóng)業(yè)園立體種植8.安全科學(xué)綠色農(nóng)業(yè)園立體種植8.安全科學(xué)60如何認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)基因食品補(bǔ)品食品的包裝材料轉(zhuǎn)基因食品食品包裝袋？？食品安全如何認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)基因食品轉(zhuǎn)基因食品食品包裝袋？？食品安全61尚需努力的方向加強(qiáng)生產(chǎn)過程的安全問題發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，解決人類的溫飽問題加強(qiáng)食品監(jiān)管體制，加大打擊力度加深對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的認(rèn)識(shí)深入對(duì)中藥的研究開發(fā)具有優(yōu)異性能的食品包裝材料尚需努力的方向加強(qiáng)生產(chǎn)過程的安全問題62八大領(lǐng)域的關(guān)系彼此相互聯(lián)系，滲透交叉整個(gè)科技群體構(gòu)成了協(xié)同發(fā)展的復(fù)雜世界新技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展往往是“連鎖反應(yīng)”，全面爆發(fā)，相互激發(fā)，形成技術(shù)的“群體革命”這八個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)，最終還是為了進(jìn)一步發(fā)展生命科學(xué)，為人類的健康長(zhǎng)壽服務(wù)生命科學(xué)與生物技術(shù)信息科學(xué)與工程材料科學(xué)與工程新型能源技術(shù)環(huán)境科學(xué)技術(shù)海洋科學(xué)技術(shù)宇航科學(xué)技術(shù)高效農(nóng)業(yè)和食品安全八大領(lǐng)域的關(guān)系彼此相互聯(lián)系，滲透交叉整個(gè)科技群體構(gòu)成了協(xié)同發(fā)63新型材料八大領(lǐng)域關(guān)系信息科學(xué)海洋科學(xué)宇航科學(xué)新能源科學(xué)環(huán)境科學(xué)安全科學(xué)生命科學(xué)生物臟器組織功能材料生物食品化學(xué)資源開發(fā)生態(tài)環(huán)境友好材料新型材料八大領(lǐng)域關(guān)系信息科學(xué)海洋科學(xué)宇航科學(xué)新能源科學(xué)環(huán)境科64材料結(jié)構(gòu)與性能（Ⅱ）

-現(xiàn)名為“聚合物結(jié)構(gòu)與性能”材料結(jié)構(gòu)與性能（Ⅱ）

-現(xiàn)名為“聚合物結(jié)構(gòu)與性能”65學(xué)習(xí)這門課的要求和建議這門課涉及的方面很廣，對(duì)知識(shí)多方面的了解非常必要，所以在學(xué)習(xí)過程中要廣泛的閱讀各方面的參考書因?yàn)檎n程內(nèi)容較深，需要大家集中精力來領(lǐng)會(huì)講課的實(shí)質(zhì)，勤記筆記，多思考，真正掌握課程的內(nèi)容為了使大家能夠深入了解課程的內(nèi)容，課堂上提問多，大家隨時(shí)準(zhǔn)備回答問題，回答的對(duì)錯(cuò)不影響學(xué)習(xí)成績(jī)，大膽的發(fā)表自己的看法期末考試是閉卷考試，但是考前提供復(fù)習(xí)提綱以便大家更深入的學(xué)透課程的主要內(nèi)容最后按筆記和考試情況打分學(xué)習(xí)這門課的要求和建議這門課涉及的方面很廣，對(duì)知識(shí)多方面的了66課程大體目錄序言第一章物質(zhì)世界的普遍規(guī)律及其層次結(jié)構(gòu)第二章元素周期律和元素的基本特征第三章凝聚態(tài)材料的形成（包括四大材料）課程大體目錄序言67序言材料科學(xué)與工程和當(dāng)代科技發(fā)展的關(guān)系序言材料科學(xué)與工程和當(dāng)代科技發(fā)展的關(guān)系68第一節(jié)、概括了解材料 材料的定義：

可以用來制備有用物件的物質(zhì)為了某種利用的目的而具備必要性質(zhì)的物質(zhì)材料的意義：

是人類從事生產(chǎn)和生活的物質(zhì)基礎(chǔ)

是人類文明的重要支柱

其進(jìn)步取決于社會(huì)生產(chǎn)力和科技進(jìn)步

其發(fā)展將推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展第一節(jié)、概括了解材料 材料的定義：

可以用來制備有693.材料發(fā)展的歷史

材料應(yīng)用的發(fā)展是人類發(fā)展的里程碑。人類所有的文明進(jìn)程都是一他們使用的材料來分類的。1800200019002YEAR10486STRENGTH/DENSITY(IN.X10^6)BroneWoodStoneCastIronCompositesSteelAramidFibersCarbonFibers3.材料發(fā)展的歷史

材料應(yīng)用的發(fā)展是人類發(fā)704.五次產(chǎn)業(yè)革命(1)石器時(shí)代：燧石，一種容易制成工具的石頭300,000BC—3,500BC新石器時(shí)代陶繪鉆木取火4.五次產(chǎn)業(yè)革命(1)石器時(shí)代：燧石，一種容易制成工具的石頭71(2)青銅器時(shí)代蟠龍方壺3,000BC—十六世紀(jì)素身銅爵越王勾踐寶劍青銅：銅和錫的合金(2)青銅器時(shí)代蟠龍方壺3,000BC—十六世紀(jì)素身銅72(3)蒸汽機(jī)時(shí)代以英國(guó)為中心，瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)鑄鐵，鐵金屬1600AD-20世紀(jì)圖為矗立在伯明翰市中心、紀(jì)念詹姆斯·瓦特（右）等發(fā)明蒸汽機(jī)的銅雕像蒸汽機(jī)倫敦塔橋(3)蒸汽機(jī)時(shí)代以英國(guó)為中心，瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)1600AD-73(4)化學(xué)工業(yè)興起時(shí)代以德國(guó)為中心煤焦化得到煤焦油等有機(jī)物，從而進(jìn)行各種反應(yīng)20世紀(jì)德國(guó)化學(xué)家拜耳柏林(4)化學(xué)工業(yè)興起時(shí)代以德國(guó)為中心20世紀(jì)德國(guó)化學(xué)家拜耳柏74(5)電氣和微電子產(chǎn)業(yè)時(shí)代以美國(guó)為中心計(jì)算機(jī)，半導(dǎo)體等電與機(jī)械統(tǒng)一的控制論20世紀(jì)下芯片高溫超導(dǎo)體馮·諾伊曼(5)電氣和微電子產(chǎn)業(yè)時(shí)代以美國(guó)為中心20世紀(jì)下芯片高溫超75(6)新時(shí)代來臨的預(yù)兆生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展包括納米材料在內(nèi)的新型材料的發(fā)展21世紀(jì)據(jù)專家估計(jì)本世紀(jì)20年代人類將迎接下一個(gè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，即生物技術(shù)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)時(shí)代的到來(6)新時(shí)代來臨的預(yù)兆生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展21世紀(jì)76第二節(jié)、當(dāng)今世界科技發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)生命科學(xué)與生物技術(shù)信息科學(xué)與工程材料科學(xué)與工程新型能源科學(xué)環(huán)境科學(xué)海洋科學(xué)宇航科學(xué)安全科學(xué)21世紀(jì)人類面臨的八大領(lǐng)域：此八大領(lǐng)域均與材料的重要性有關(guān)第二節(jié)、當(dāng)今世界科技發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)生命科學(xué)與生物技術(shù)21世771.生命科學(xué)和生物技術(shù)21世紀(jì)的生命科學(xué)將向最基本的、最復(fù)雜的微觀和宏觀兩極發(fā)展：

一方面分子生物學(xué)和量子生物學(xué)將廣泛地向其分支

學(xué)科領(lǐng)域滲透一方面生態(tài)學(xué)又向研究具有復(fù)雜功能的生態(tài)系統(tǒng)乃

至生物圈方向發(fā)展。最后，必將把微觀與宏觀整體地聯(lián)系起來，即把分子、細(xì)胞、個(gè)體、群體、群落等生命不同結(jié)構(gòu)層次作為一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。因此，分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、腦科學(xué)和生態(tài)學(xué)仍然是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。1.生命科學(xué)和生物技術(shù)21世紀(jì)的生命科學(xué)將向最基本的、最復(fù)雜781.1生命科學(xué)將成為

自然科學(xué)的帶頭學(xué)科

DNA分子是雙螺旋結(jié)構(gòu)，其螺旋的骨架是由核苷酸的糖（脫氧核糖）和磷酸相結(jié)合而成的，從彼此反向的兩根螺旋分別伸長(zhǎng)開來的堿基相互結(jié)合而形成雙螺旋

1.1生命科學(xué)將成為

自然科學(xué)的帶頭學(xué)科DNA分791.1.1分子生物學(xué)將在生命科學(xué)中保持主流地位20世紀(jì)末，人類基因組全部測(cè)試工作基本完成預(yù)示著新世紀(jì)生命科學(xué)必將醞釀著一系列新的宏大突破?；蚪M學(xué)這個(gè)計(jì)劃與曼哈頓原子彈計(jì)劃、阿波羅登月計(jì)劃并稱20世紀(jì)人類三大科學(xué)計(jì)劃。

1.1.1分子生物學(xué)將在生命科學(xué)中保持主流地位20世紀(jì)末，人80蛋白質(zhì)組學(xué):以基因組全序列為基礎(chǔ)，從整個(gè)基因組及其全套蛋白質(zhì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)-功能出發(fā)去了解生命活動(dòng)的全貌。

2019年以來，國(guó)際人類蛋白質(zhì)組組織(HUPO)正式成立

人類基因組計(jì)劃的成功實(shí)施，為了真正破譯、讀懂遺傳信息，各國(guó)科學(xué)家隨即將生命科學(xué)的戰(zhàn)略重點(diǎn)轉(zhuǎn)到以闡明人類基因組整體功能為目標(biāo)的功能基因組學(xué)上。這樣蛋白質(zhì)自然成為新的研究焦點(diǎn)。以研究一種細(xì)胞、組織或完整生物體所擁有的全套蛋白質(zhì)為特征的蛋白質(zhì)組學(xué)自然就成為功能基因組學(xué)中的“中流砥柱”，構(gòu)成了功能基因組學(xué)研究的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

蛋白質(zhì)組學(xué):2019年以來，國(guó)際人類蛋白質(zhì)組組織(HUPO)811.1.2細(xì)胞生物學(xué)還作為生命科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)繼續(xù)發(fā)展動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞是生命的基本單位，細(xì)胞的特殊性決定了個(gè)體的特殊性，因此，對(duì)細(xì)胞的深入研究是揭開生命奧秘、改造生命和征服疾病的關(guān)鍵?，F(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)從顯微水平，超微水平和分子水平等不同層次研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、功能及生命活動(dòng)。在我國(guó)基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展規(guī)劃中，細(xì)胞生物學(xué)與分子生物學(xué)，神經(jīng)生物學(xué)和生態(tài)學(xué)并列為生命科學(xué)的四大基礎(chǔ)學(xué)科。

1.1.2細(xì)胞生物學(xué)還作為生命科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)繼續(xù)發(fā)展動(dòng)物細(xì)胞821.1.3腦科學(xué)將代表生命科學(xué)發(fā)展的一個(gè)高峰關(guān)于大腦功能的研究，已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)最深?yuàn)W的課題，也是最難攻克的科學(xué)堡壘。為了探索人腦奧秘，攻克各種疾病，開發(fā)人工智能技術(shù)，歐美等國(guó)家紛紛制定了腦科學(xué)研究的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，并宣布21世紀(jì)是“腦科學(xué)時(shí)代”。

1.1.3腦科學(xué)將代表生命科學(xué)發(fā)展的一個(gè)高峰關(guān)于大腦功能的研831.2生物技術(shù)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的核心是生命科學(xué)。以基因克隆和重組技術(shù)日趨成熟,在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥和疾病防治景，對(duì)人類的生活將產(chǎn)生重大影響基因技術(shù)對(duì)人類的貢獻(xiàn)程度取決于對(duì)基因組的研究進(jìn)展。耗資數(shù)十億美元的人類基因組計(jì)劃在2019年已經(jīng)提前完成，為揭示人類的生長(zhǎng)、衰老、疾病、死亡的秘密打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

用轉(zhuǎn)變基因技術(shù)繁殖的一頭牛

1.2生物技術(shù)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的核心是生命科學(xué)。以基因克隆和84人工合成牛胰島素雜交水稻轉(zhuǎn)基因鯉魚

人工合成牛胰島素雜交水稻轉(zhuǎn)基因鯉魚85生物芯片生物芯片技術(shù)是通過縮微技術(shù)，根據(jù)分子間特異性地相互作用的原理，將生命科學(xué)領(lǐng)域中不連續(xù)的分析過程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、基因及其它生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測(cè)。生物芯片技術(shù)廣泛應(yīng)用于科研、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境保護(hù)、司法鑒定等領(lǐng)域。成為與晶體管芯片一樣重要的產(chǎn)業(yè)。生物芯片生物芯片技術(shù)是通過縮微技術(shù)，根據(jù)分子間特異性地相互作86史前人類——金字塔的特殊結(jié)構(gòu)秘密及UFO地球上的生命起源的奧秘——原始地球上積聚的前生物有機(jī)分子（類蛋白質(zhì)、類核酸、類脂、糖類等有機(jī)物質(zhì)）是如何進(jìn)化成生命的呢？其他物種的遺傳基因密碼子使用頻率遺傳基因與微觀環(huán)境對(duì)DNA基因結(jié)構(gòu)的影響氨基酸和遺傳密碼子堿基結(jié)構(gòu)之間化學(xué)進(jìn)化的耗散過程四堿基內(nèi)聚能密度類型對(duì)遺傳密碼子分布的調(diào)控機(jī)理染色體結(jié)構(gòu)與“怪?jǐn)?shù)”之說尚需我們努力的方向：史前人類——金字塔的特殊結(jié)構(gòu)秘密及UFO尚需我們努力的方向87有關(guān)金字塔的許多參數(shù)具有特殊意義:

①金字塔高×10億=地球到太陽距離=1.5億公里。②③塔的周長(zhǎng)正好365.24埃及米=1年的天數(shù)。④塔的自重×1015=地球重量。⑤金字塔錐角正好是自然塌落現(xiàn)象的穩(wěn)定角515049，四邊邊長(zhǎng)誤差不到20厘米，它的輔角和西北角的高度相差僅1.27厘米，東西軸和南北軸線的方位誤差不超過5弧秒，是最穩(wěn)定錐角結(jié)構(gòu)，這樣的高精度建筑連現(xiàn)代建筑科學(xué)與工程技術(shù)也難以達(dá)到，不可思議。⑥一座金字塔大約由260萬塊巨石組成，每塊巨石平均重約5～12噸，其中最重的達(dá)1600噸，連現(xiàn)代工程技術(shù)也難作到。⑦金字塔處于地球北偉30的陸地重力中心，把陸地平分為兩半，地球兩極軸心的位置每一天都有一定的變化，但在經(jīng)25827年周期后，軸心位置又回到原來的位置，而有意思的是金字塔對(duì)角線之和也正符25827.6這個(gè)數(shù)字。⑧塔內(nèi)有一種力量，可使金屬不生銹，一枚銹跡斑斑的金屬變得金光燦爛，牛奶保鮮，水果保質(zhì)，病人康復(fù)，頭痛，牙痛者進(jìn)金字塔內(nèi)過一小時(shí)左右就不痛了。一些菜籽進(jìn)金字塔就能發(fā)芽，且苗長(zhǎng)4倍，葉綠素多4倍。看起來金字塔是一個(gè)非常好的微波振諧腔體，形成各種生命的能量?，F(xiàn)在用類似金字塔結(jié)構(gòu)的建筑，或隨便用紙、木板、鐵質(zhì)造的模型也有類似上述“金字塔效應(yīng)”；作者也發(fā)現(xiàn)用紙做的金字塔蓋在臉上睡覺，睡得很香，并進(jìn)入一些怪夢(mèng)中。有關(guān)金字塔的許多參數(shù)具有特殊意義:①金字塔高×10億=地88通信衛(wèi)星信息——人腦的延續(xù)2.信息技術(shù)萊布尼茨發(fā)明的二進(jìn)制在計(jì)算機(jī)以及信息理論中的運(yùn)用，使得信息技術(shù)將繼續(xù)在所有方面深刻地影響世界

通信衛(wèi)星信息——人腦的延續(xù)2.信息技術(shù)萊布尼茨89單晶硅為代表的半導(dǎo)體微電子材料激光晶體為代表的光電子材料；介質(zhì)陶瓷和熱敏陶瓷為代表的電子陶瓷材料釹鐵硼（NdFeB）永磁材料為代表的磁性材料；光纖通信材料磁存儲(chǔ)和光盤存儲(chǔ)為主的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)材料壓電晶體與薄膜材料貯氫材料和鋰離子嵌入材料為代表的綠色電池材料這些基礎(chǔ)材料及其產(chǎn)品支撐著通信、計(jì)算機(jī)、信息家電與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電子信息材料

是指在微電子、光電子技術(shù)和新型元器件基礎(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域中所用的材料，主要包括：?jiǎn)尉Ч铻榇淼陌雽?dǎo)體微電子材料這些基礎(chǔ)材料及其90全球定位系統(tǒng)技術(shù)GPS俄羅斯Glonass(格洛納斯全球?qū)Ш较到y(tǒng))信息技術(shù)全方位的發(fā)展正在改變著人們幾千年來形成的信息傳遞方式、人際間的溝通方式和社會(huì)管理的組織方式，并深刻地影響著社會(huì)生活、企業(yè)和政府運(yùn)作的方式。

歐洲的Galileo定位系統(tǒng)中國(guó)北斗定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)技術(shù)GPS俄羅斯Glonass(格洛納斯全球?qū)Ш?1光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)都在加速研究量子計(jì)算以色列已經(jīng)研制出一種由DNA分子和酶分子構(gòu)成的微型“生物計(jì)算機(jī)”，一萬億個(gè)這樣的計(jì)算機(jī)僅一滴水那樣大。大規(guī)模神經(jīng)集成電路進(jìn)行檢測(cè),第六代電子計(jì)算機(jī)的心臟

經(jīng)過特殊培養(yǎng)后制成的生物芯片，可作為一種新型高速計(jì)算機(jī)的集成電路光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)都在加速研究量子計(jì)算以色列92我國(guó)最小遙感衛(wèi)星遙感技術(shù)我國(guó)最小遙感衛(wèi)星遙感技術(shù)93家電信息技術(shù)家電信息技術(shù)94尚需我們努力的方向：目前計(jì)算機(jī)一切信息信號(hào)就是由八種信息密碼的排序來實(shí)現(xiàn)的。但是這種計(jì)算機(jī)智能與人類腦力仍有很大差距。為了使電子計(jì)算機(jī)的功能進(jìn)一步提高，以色列最近發(fā)明的DNA計(jì)算機(jī)，正在向?qū)嵱梅较虬l(fā)展。計(jì)算機(jī)科技還要進(jìn)一步向深亞米化、超大規(guī)模集成、網(wǎng)格化、智能化方向發(fā)展生物計(jì)算機(jī)（8*8種信息密碼排序）實(shí)用化還有很長(zhǎng)的路要走尚需我們努力的方向：目前計(jì)算機(jī)一切信息信號(hào)就是由八種信息密碼953.新材料繼續(xù)成為人類文明的基石材料應(yīng)用的發(fā)展是人類發(fā)展的里程碑。人類所有的文明進(jìn)程都是一他們使用的材料來分類的。石器時(shí)代、銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代等。納米材料電子信息材料先進(jìn)陶瓷材料復(fù)合材料生物材料高分子材料3.新材料繼續(xù)成為人類文明的基石材料應(yīng)用的發(fā)展是人類發(fā)展的里96神州6號(hào)有望用上“納米鐵紙”比紙還薄3.1納米材料具有特殊的量子效應(yīng)、界面效應(yīng)、表面效應(yīng)等等，使材料表現(xiàn)出物理和化學(xué)上的奇異現(xiàn)象，將會(huì)帶來很多的工業(yè)應(yīng)用當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿包括：以碳納米管為代表的納米組裝材料；納米陶瓷和納米復(fù)合材料等高性能納米結(jié)構(gòu)材料；納米涂層材料的設(shè)計(jì)與合成；單電子晶體管、納米激光器和納米開關(guān)等納米電子器件的研制、C60超高密度信息存貯材料等。

神州6號(hào)有望用上“納米鐵紙”比紙還薄3.1納米材料具有特殊97光子晶體與光子晶體光纖有機(jī)顯示材料光導(dǎo)纖維3.2電子信息材料的總體發(fā)展趨勢(shì)是向著大尺寸、高均勻性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向發(fā)展。當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿：包括柔性晶體管、光子晶體、SiC、GaN、ZnSe等寬禁帶半導(dǎo)體材料為代表的第三代半導(dǎo)體材料、有機(jī)顯示材料以及各種納米電子材料等。光子晶體與光子晶體光纖有機(jī)顯示材料光導(dǎo)纖維3.2電子信息材983.3先進(jìn)陶瓷材料高性能低溫?zé)Y(jié)陶瓷陶瓷電容器壓電陶瓷換能晶片當(dāng)前的研究熱點(diǎn)：包括陶瓷材料的強(qiáng)韌化技術(shù)、納米陶瓷材料的制備合成技術(shù)、先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷材料體系的設(shè)計(jì)以及電子陶瓷材料的高勻、超細(xì)技術(shù)。

透明陶瓷鏡頭

納米陶瓷3.3先進(jìn)陶瓷材料高性能低溫?zé)Y(jié)陶瓷陶瓷電容器壓電陶瓷換能99未來復(fù)合材料的研究方向:主要集中在納米復(fù)合材料、仿生復(fù)合材料和多功能、智能復(fù)合材料等領(lǐng)域。

超塑鋁合金制造的汽車外形用無壓滲透法制備的鋁基復(fù)合材料3.4復(fù)合材料全復(fù)合材料機(jī)體無人直升機(jī)未來復(fù)合材料的研究方向:主要集中在納米復(fù)合材料、仿生復(fù)合材料1003.5生物材料：材料科學(xué)技術(shù)中的一個(gè)正在發(fā)展的新領(lǐng)域，不僅技術(shù)含量和經(jīng)濟(jì)價(jià)值高人工骨

我國(guó)第一項(xiàng)納米醫(yī)藥產(chǎn)品——納米人工骨顆粒人工皮膚

人造心臟

3.5生物材料：材料科學(xué)技術(shù)中的一個(gè)正在發(fā)展的新領(lǐng)域，不僅1013.6高分子材料塑料橡膠纖維表面材料（涂料）注：此部分將在以后進(jìn)行詳細(xì)講解3.6高分子材料塑料橡膠纖維表面材料（涂料）注：此部分將在1023.6.1功能高分子材料近年來一些功能高分子材料的出現(xiàn)，如光敏高分子、導(dǎo)電性高分子、醫(yī)用高分子、高分子膜等，將加速合成材料工業(yè)的發(fā)展，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)起一定的推動(dòng)作用。聚合物鋰電池超級(jí)吸水聚合物聚合物光纖脂質(zhì)水凝膠3.6.1功能高分子材料近年來一些功能高分子103超強(qiáng)度(每平方厘米2000公斤以上);超微比重(每立方厘米0.001克以下）；多功能；無污染（可自毀）；可再生。

在新的世紀(jì)我們對(duì)材料提出了

前所未有的高要求：生物材料功能化干細(xì)胞應(yīng)用于組織工程在新的世紀(jì)我們對(duì)材料提出了

前所未有的高要求：生物材料功能化1044.能源科學(xué)能源是人類社會(huì)存在和發(fā)展的基石，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文明進(jìn)步的基本約束條件化石燃料高效與清潔利用技術(shù)廣泛應(yīng)用，節(jié)能技術(shù)和能源高效利用技術(shù)越來越受到廣泛重視煤直接液化高效催化劑4.能源科學(xué)能源是人類社會(huì)存在和發(fā)展的基石，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文明105能源生產(chǎn)與節(jié)能先進(jìn)技術(shù)無不建立在新材料不斷發(fā)展的基礎(chǔ)之上化石能源的高效與清潔生產(chǎn)需要材料的不斷改進(jìn)核能仍將不斷得到發(fā)展，材料是關(guān)鍵之一再生能源（特別是太陽能）的利用雖然誘人，但材料是瓶頸超導(dǎo)材料、磁性材料、蓄電池及燃料電池發(fā)揮越來越重要的作用，需要高效率的正電極和負(fù)電極新材料因此，隨著材料科學(xué)技術(shù)，特別是納米技術(shù)受到高度重視，21世紀(jì)能源新材料將會(huì)得到迅速發(fā)展能源生產(chǎn)與節(jié)能先進(jìn)技術(shù)無不建立在新材料不斷發(fā)展的基礎(chǔ)之上化石106硅太陽能電磁加大利用各種可再生能源高空發(fā)電機(jī)“捕捉風(fēng)能”風(fēng)車發(fā)電生物能硅太陽能電磁加大利用各種可再生能源高空發(fā)電機(jī)“捕捉風(fēng)能”風(fēng)車107開發(fā)新能源技術(shù)方面有所突破通用公司的氫動(dòng)力車Hy-wire

秦山核電站美國(guó)開始研制核能飛船地球到火星不到60天中國(guó)新型核潛艇開發(fā)新能源技術(shù)方面有所突破通用公司的氫動(dòng)力車Hy-wire108我們尚需努力的方向：降低各種新能源的成本，使他們進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化研制出高效、安全、潔凈的核能系統(tǒng)進(jìn)一步開發(fā)新的能源：波能、可燃冰、煤成氣、微生物、綠藻現(xiàn)有煤向油的直接轉(zhuǎn)化利用化學(xué)方法研制出更加高效的燃料電池以及太陽能電池與能源相關(guān)領(lǐng)域如新型材料的開發(fā)我們尚需努力的方向：降低各種新能源的成本，使他們進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化1095.環(huán)境科學(xué)隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類越來越覺得環(huán)境的重要，從而誕生一門從生態(tài)觀點(diǎn)出發(fā)，將資源的合理利用和環(huán)境保護(hù)運(yùn)用到生產(chǎn)和環(huán)境建設(shè)領(lǐng)域的綜合性學(xué)科——資源環(huán)境科學(xué)5.環(huán)境科學(xué)隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類110環(huán)境污染使人類的生存遭到威脅水、空氣、土地是我們生存的基礎(chǔ)，可當(dāng)水的清澈，空氣的自由呼吸，土地的肥沃被滿眼的油污，被刺鼻的化學(xué)味，被漂浮的粉塵侵蝕后，我們面對(duì)的將是無法挽回的傷痛，是癌癥、是白血病、是中毒，甚至是死亡的代價(jià)！污染的河流環(huán)境污染使人類的生存遭到威脅水、空氣、土地是我們生存的基礎(chǔ)，111酸雨沙漠化南極上空的臭氧空洞白色污染污染的河流酸雨沙漠化南極上空的臭氧空洞白色污染污染的河流112白色污染要解決“白色污染”問題，應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手：

1.減少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等2.重復(fù)使用某些塑料制品如塑料袋、