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　　中國新材料產(chǎn)業(yè)市場增長空間巨大

　　據(jù)悉，工信部協(xié)同多部委共同編制的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，將于今年8月發(fā)布實施。據(jù)統(tǒng)計，目前新材料產(chǎn)業(yè)約占我國國內(nèi)生產(chǎn)總值的15%，預(yù)計年增長速度保持在20%以上。數(shù)據(jù)顯示，目前，全球新材料市場規(guī)模每年已經(jīng)超過4000億美元，而由新材料帶動產(chǎn)生的新產(chǎn)品和新技術(shù)市場則更為廣闊，年營業(yè)額突破2萬億美元。2010年，中國新材料產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模超過800億元；相關(guān)專家指出，至2015年，這一數(shù)值將達(dá)到2000億元左右，增長空間巨大。

　　材料是人類社會生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料創(chuàng)新則是科技進(jìn)步的集中體現(xiàn)。如今，新材料的研發(fā)水平及成果轉(zhuǎn)化規(guī)模正逐漸成為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的重要標(biāo)志。材料與化學(xué)之間有何關(guān)系？聚合物材料、復(fù)合材料以及納米材料等新材料有何優(yōu)勢？當(dāng)前的研發(fā)、運用現(xiàn)狀如何？帶著這些問題，記者采訪了北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院隋剛教授。

　　———— 專家解讀 ————

　　控制化學(xué)反應(yīng)，合成新材料

　　“不同的材料擁有不同化學(xué)組成，即便是化學(xué)元素相同，因其原子排列、分子構(gòu)象發(fā)生變化，也會形成物理性質(zhì)完全不同的材料。因此，材料與化學(xué)是兩個密切相關(guān)的學(xué)科。從化學(xué)成分角度可以將材料劃分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料以及有機(jī)高分子材料。隨著材料研究水平的提高，人類早已超越天然材料時代，進(jìn)入了合成材料時代。”隋剛教授首先概括介紹了材料與化學(xué)之關(guān)系。

　　接著，隋剛教授進(jìn)一步解釋說：“如今，材料與化學(xué)的關(guān)系日益密切，利用化學(xué)手段，可以設(shè)計新的分子結(jié)構(gòu)，通過控制化學(xué)反應(yīng)過程合成出新材料，滿足人類社會發(fā)展和生活水平提高的需求。其中有機(jī)高分子材料，也稱作聚合物，就是一類最重要的合成材料，它是由許多個單體分子經(jīng)聚合反應(yīng)而成的。”

　　利用化學(xué),“改造” 聚合物材料

　　塑料、橡膠、合成纖維……我們的生產(chǎn)與生活早已離不開這些常見的聚合物材料。而它們的研發(fā)與應(yīng)用，離不開化學(xué)學(xué)科的貢獻(xiàn)。

　　根據(jù)聚合物分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以把有機(jī)高分子材料分為熱塑性和熱固性兩大類。熱塑性聚合物在適當(dāng)溶劑中可以溶解，加熱到一定溫度能夠熔化流動，可以反復(fù)加工成型，主要在室溫或較低溫度下使用，如尼龍、聚苯乙烯等。而熱固性聚合物，如環(huán)氧樹脂和酚醛樹脂等，在成型前是可溶可熔的，但經(jīng)過化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)就變?yōu)椴蝗懿蝗鄣墓腆w，即使加熱至碳化也不會再軟化。一般來說，熱固性材料的模量和耐熱性要優(yōu)于熱塑性聚合物，但韌性較差。

　　化學(xué)是怎樣“改造”聚合物材料的呢？隋剛教授解釋說：“為了讓聚合物材料擁有更優(yōu)異的綜合性能，可以采用化學(xué)方法進(jìn)行性能改進(jìn)。例如，在高分子鏈中引入芳環(huán)結(jié)構(gòu)，能夠有效提高熱塑性聚合物的模量和耐熱性，聚芳砜（PASF）、聚苯硫醚（PPS）等熱塑性聚合物的熱變形溫度可以達(dá)到250℃以上。而在熱固性聚合物中，通過引入不同化學(xué)結(jié)構(gòu)的固化劑進(jìn)行交聯(lián)，也可以使材料的模量和韌性得到調(diào)節(jié)。”

　　改變化學(xué)結(jié)構(gòu)，催生復(fù)合材料

　　隨著科技和工業(yè)的發(fā)展，對材料性能的要求不斷提高，單一化學(xué)結(jié)構(gòu)的材料已無法滿足某些使用需求，復(fù)合材料越來越得到人們的重視。由于復(fù)合材料可以將不同化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)的材料組分結(jié)合在一起，發(fā)揮各自的性能優(yōu)勢，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足高性能和特殊功能要求，因而受到材料研究專家的高度重視，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展。

　　在航空、航天、能源、交通、軍事和體育等領(lǐng)域，有著高強度、高模量和耐高溫性能的先進(jìn)復(fù)合材料發(fā)揮著不可替代的作用。