材料决定一切
喻建国
材料,英语为Material。可供制成成品的存在都可称为原料。在目前世界中材料已经成为非常重要的物品,对材料的研究已俨然成为一门材料科学。在物理学科中还专门有一门材料力学。人类在繁衍的过程中充分认识到材料的重要,材料确实是人类赖以生存和发展的物质基础。20世纪70年代人们把信息、材料和能源誉为当代人类文明的三大支柱。80年代以高技术群为代表的新技术革命,又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。确实材料非常重要,所有的物品都依赖于材料,没有恰当的材料也就没有恰当的物品。因此无论是国民经济建设、国家国防建设都和材料密切相关。
材料可以分类,按物理化学属性来分:可分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料等。从用途来分:可分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材料、生物材料等。还可以按部位分类:就是按材料在空间的使用部位将材料分类,如内墙材料、外墙材料、顶棚材料、地面材料等。
一个国家的国力水平也可以从这个国家能够生产怎样的材料看到端倪。譬如我国现在制造了深海下潜船海斗号,最深下潜到11000米,达到世界之最。地球的表面70.8%被海水覆盖,而国际上定义水深达到1000米就属于深海了。其中超过2000米深海区占海洋面积的84%。由于99%的光线都难以穿过150米以下海水,所以深海就是漆黑一团,世界上最大哺乳动物抹香鲸也只能下潜到水下1000米左右。再加上巨大的压力和低温,探索深海确实是困难重重的任务。因此要造深海下潜船,就首先要有造深海下潜船的材料。海水下方具有巨大压力,每下潜100米就会增加10个大气压,如果是在10000米的海底,就要承受1000个大气压的压力,相当于一个手指甲盖大小的面积上,要承受大概一辆小轿车的重量。海斗号下潜深海的船只的材料就需要能够承受这样的压力,这对材料科学提出了极高的要求,我国科学家已经解决了这个问题,这在材料科学上是一个巨大的突破。
又譬如第六代战斗机,第六代战斗机通过第六代航空发动机的机动性以及全翼身融合和大升阻比设计,使飞机在各种高度、各种姿态下的机动性和隐身性都得到很好的兼顾。如果说五代机是基于信息系统,那么六代机就是基于物联网。实现了真正意义上的陆、海、空、天、电、网一体化,实现了基于物联网的互联互通互操作。这里对材料又提出了更严格的要求。
没有合格的材料就没有先进的制造,先进的制造仰赖于先进的材料。材料先行,材料是领头羊。为此在材料科学上投入巨大的人力和物力都是应该的,都是不可忽略的。
就拿吃来说,如果没有很好的食材,再怎么好的烹饪技术也烹制不出可口绝佳的菜肴,真的是材料决定一切。