当今世界,在各个自然学科领域都已经进入分子(zi)尺度的研究范畴,生物领域的人们在探知蛋(dan)白质的构造及其生长机制,光合(he)作用怎么产生蛋白质和碳(tan)水化合物,怎样利用工业化手段生(sheng)产肉食,怎样再造生物器官;在材(cai)料领域人们可以(yi)设计特殊结构的组成,并利用分子(zi)动力学模拟其性能,再在实验室中通(tong)过种种特殊的装置和方法将(jiang)材料分子和原子或纳米粒子一(yi)一按照所设计的结构堆积起来(lai),量子传感器、分子马达、纳米(mi)机器人……我们已经知道什么样的结构(gou)具有什么样的性能。
我们可以把不同(tong)的结构嫁接起来,完美过渡。每天有无数材料人通宵达(da)旦地想方设法去实现这些理想的结(jie)构,它们一旦实现,就具有(you)所需的性能,的(de)确厉害。世界上神奇的物种很多(duo),我们的显微镜可以将它们的结构(gou)完整呈现,这只是时(shi)间问题。
接下来是我们如何(he)去实现这些结构,让环保、廉价、大规模应用的制(zhi)备工艺造福于人(ren)类,于是多种途径的实现方法便百(bai)舸争流千帆竞渡,好一个欣欣向荣的(de)昌盛的景象。
如果你想了(le)解一下关于材料的知识,那就来读(du)一读《身边的材料学》吧(ba)。
《身边的材料学》从衣食住(zhu)行和通信等生活中接触的材料入手(shou),联系社会发展的历史,发掘材料(liao)发现、发明过程(cheng)中的趣闻轶事,讲述重大发(fa)现背后的故事。从原始自然的取材到(dao)现代的纳米科技,无不充满着神(shen)奇的故事。围绕这些身边的材料去探究(jiu)它们的内部奥秘,揭示它们的(de)组织构造规律,归纳(na)其共性的原理,了解其制造工艺的发展(zhan)与变迁,展望它们更加多彩的新奇未来(lai)。
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前言
引言材(cai)料发展与人类文明1
第1章不粘锅(guo)的奥秘6
1 1石板粑粑6
1 2烧饼、米粑与煎饼果子(zi)8
1 3电饭锅(煲)涂层11
1 4聚四氟乙烯(xi)与黏着磨损13
1 5章丘铁锅15
1 6现代铁锅——微雕网格化18
1 7荷(he)叶的微观结构20
1 8丝(si)瓜与百洁布23
1 9自洁玻璃(li)26
第2章(zhang)刀光剑影29
2 1刀削面29
2 2菜刀的文化30
2 3十年磨一剑34
2 4龙泉剑(jian)40
2 5神奇的淬火——相变原理与同素异构45
2 6藏家(jia)刀与日本武士刀的争锋(feng)——分区淬火与刚柔并济49
2 7合(he)金钢——潜艇的呼唤52
2 8手擀面(mian)与硅钢——面筋与钢(gang)中的织构56
2 9铝镁渐(jian)登场59
第3章不甘平庸的土(tu)65
3 1抓饭——不用杯盘碗盏(zhan)65
3 2瓦罐鸡汤与紫砂壶——陶器(qi)中的微孔67
3 3青(qing)铜食器与铅中毒——青铜中(zhong)的铅69
3 4兵马俑与唐三彩——釉的(de)作用71
3 5秦砖汉瓦——建筑用陶73
3 6天青瓷与青花瓷——天青(qing)色我在等你75
3 7珐(fa)琅与景泰蓝——搪瓷84
3 8卫(wei)浴陶瓷——让生活更美好86
3 9特(te)种陶瓷——工业应用91
第4章安得广厦千万间94
4 1杜甫草堂(tang)——泥墙草顶94
4 2采石与伐木——古(gu)代建材96
4 3要留(liu)清白在人间——石灰的轮回102
4 4万里长城永不倒——中国古(gu)代水泥104
4 5火山灰——罗马砂浆与波(bo)特兰水泥109
4 6制造水泥的秘(mi)诀——两磨一烧113
4 7钢(gang)筋混凝土——天生绝配117
第(di)5章沙子的逆袭122
5 1水(shui)晶——浑然天成122
5 2当沙遇上碱125
5 3热(re)水瓶与电灯泡——吹玻璃(li)128
5 4窗户——拼接的(de)玻璃132
5 5浮法(fa)玻璃——大块平板玻璃(li)134
5 6棱镜(jing)和透镜——科学探索的利器137
5 7汽车玻璃——钢化140
5 8防爆玻(bo)璃——复合材料玻璃143
5 9功(gong)能玻璃——节能降耗146
第6章柔韧的纤维150
6 1古老的漆(qi)器——生漆与麻(ma)150
6 2天然纤维(wei)——纺织原材154
6 3藤甲(jia)与防弹衣——纤维的力量161
6 4皇家神弓——牛筋与竹子的复合(he)166
6 5不怕摔的陶瓷(ci)——纤维增韧陶瓷(ci)169
6 6飞机制动盘(pan)——碳/碳复合材料172
6 7大风车(che)——纤维增强树脂175
第7章千里传(chuan)书179
7 1文字的萌芽——彩(cai)陶纹饰与刻画符(fu)号179
7 2沟通天与人——甲骨(gu)文与占卜181
7 3国之重器——青铜与铭文184
7 4变轻的文字——纸的出现187
7 5知识爆发——从雕版印刷(shua)到激光照排190
7 6信息动脉——电报(bao)与跨海电缆195
7 7电光跃动——新型电缆与光纤198
7 8电波不休——收音机与半(ban)导体202
7 9信息大脑(nao)——集成电路与芯片207
7 10光影变(bian)换——LCD还是OLED?211
7 11展望213
第8章高分子(zi)无处不在215
8 1轮(lun)胎——橡胶的硫化216
8 2乒乓球——赛璐珞221
8 3从绝缘漆到电木——树脂的合成224
8 4改性树脂——现代塑(su)料227
8 5降解塑料——绿色环保231
8 6时(shi)髦的长丝袜——合(he)成纤维235
8 7运动鞋——高(gao)分子的大集结239
第9章工业裁缝248
9 1切割与焊接——裁与缝248
9 2水刀——水滴石穿以柔(rou)克刚254
9 3火焰刀——火焰切割、光束军刀、激光切割256
9 4冶金结合——焊接258
9 5堆焊的(de)涅槃——3D打印262
后(hou)记材料的哲学267
参考文献271