爱迪生曾说过：“惊奇就是科学的种子。”《酷科学科技前沿》正是一套让人备感惊奇、超酷超炫的科学书，立足于21世纪的最新科技发展喊果，紧跟时代步饯，以独特的视角、生动的文字、丰富的想象力，书中全面阐述科学知识、揭秘复系的科学现象、洞悉自然科学规徨，让你领略到看似枯燥的科学其实很精彩、很有趣。

这本《改变世界的新材料》（作者张红琼）是该系列中的一册。

《改变世界的新材料》：

材料是人类文明的物质基础，是人类进步的里程碑。人类的历史可以说是材料利用的历史，每一种重要材料的发现、发明和利用，都会将人类改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会和生活带来重大的变革，将人类的物质文明和精神文明向前推进一步。那么材料到底是什么呢？

由张红琼主编的《改变世界的新材料》内容包括材料的发展史；新材料的简述；金属材料；无机非金属材料；有机高分子材料；能源材料——新材料的应用领域前沿。

材料的发展史

 漫话材料

 材料的发展概述

 新材料与能源——人类文明的奠基石

 新材料与新能源技术对现代

 生活的影响

 “绿色”指向下的新材料与新

能源技术

新材料的简述

 走进新材料的天地 

 什么是新材料

 新材料与传统材料的区别是什么

 新材料该怎样分类

金属材料

 什么是金属材料

 最广泛的金属材料一——黑色金属

 为生活增光添色的有色金属

 前途无量的合金家族

 神奇的形状记忆合金

 超塑性合金

 不锈钢为什么不生锈

 奇妙的泡沫金属

 2l世纪的能源库一《氢材料

 稀土金属的秘密

 金属的疲劳与断裂

 金属的腐蚀与防护

无机非金属材料

 什么是无机非金属材料

 绝缘材料

 趣谈磁性材料与磁记录技术

 从半导体陶瓷到生物陶瓷

 奇特的光学功能材料

 抵抗高温的材料——耐火材料

 超硬材料有多硬

 骨伤外科的福音一一医用碳素材料

 植人眼内的人工透镜——人工晶体

有机高分子材料

 什么是有机高分子材料

 生活中最常用的材料——塑料

 天然纤维与天然橡胶

 神奇的材料气凝胶

 浅谈有机玻璃

 超薄型超导薄膜是什么

 电阻为零的材料——超导材料  

 对环境敏感的材料——人工鼻

 电子纸技术方兴未艾

 “吸水大王”——离吸水性树脂

 神通广大的液晶与液晶纤维

 有“知觉”的材料——智能材料?

 电致发热新材料——“电热涂料”

 什么是复合材料

 复合材料技术发展现状

 复合材料在各领域的应用

能源材料——新材料的应用领域前沿

 核事业的重要材料——裂变

 材料和聚变材料

 火箭与导弹的动能——高能

 推进剂  

 取之不尽，用之不竭——太阳能电池

 微型发电厂一—燃料电池

 未来的重要能源材料一一氮3

随着大工业生产带给人类生存环境越来越严重的污染，20世纪60年代以来，环境问题作为一项全球性问题日益受到国际社会的普遍关注。1972年6月5日，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开的人类环境会议，标志着人类对环境问题的全面觉醒。与此同时，一批绿色先驱性著作的问世，更是对随之而来的绿色运动起到了推波助澜的作用。40多年来，人类在不断提高环境质量方面做出了巨大的努力。

应当说，这种努力是真诚的。今天，“绿色”概念已经前所未有地渗透于人类社会的各个领域，广泛而深刻地影响着人类的思维方式与行为选择。人类对“可持续发展”理念的不懈追求凝聚着越来越浓重的“绿色情结”。

追溯绿色运动的经典作品，我们不难发现，“技术介入人类环境的影响”从一开始即是人类反思生态与环境问题中备受关注的关键问题。例如，芭芭拉·沃德与勒内·杜博斯为联合国人类环境会议提供的一份非正式报告——《只有一个地球》，“技术介入人类环境的影响”成为关注的重点问题。一些专家提出：高能量、高收益技术的使用是对生态带来最大破坏与损害的原因，因为它们的优点往往由于强调效率而过分地被夸大。而把能量视为获得基本经济成就的关键，将使公民的财富和选用品得到无可比拟的增加。

在《小的总是美好的》这部经典著作中，对技术带给人类环境影响的探讨更为集中而深刻，在这里，舒马赫强调了对现代性技术哲学或技术文化造成的后果的反思。他明确指出，造成环境后果的原因，除了人类在文化、价值上的迷失外，技术哲学的僵化和单一化是一个更为现实和直接的原因。它导致了这样一种情景：本来仅适应工业经济这样一种经济形态的技术发展逻辑变成了世界唯一的技术发展逻辑，实验室的技术产生方式变成了唯一的技术产生方式。由此，人类在跨人工业文明前几千年的漫长历史生涯中所形成的各种技术追求方向和评价逻辑，多种技术文明方式与技术孕育途径便被无情地扼杀了。它造成了技术哲学上或技术文化上的一种工业文明殖民主义与霸权主义，导致了世界生机勃勃的多元化技术追求变成单一化追求。其后果必然是，本来只是一种技术哲学的弊端却变成了全人类必须吞食的苦果。因为任何还不具备这种技术存在前提的民族都要为这种技术的获得本身支付巨大的代价。

无独有偶，巴里·康芒纳在他的《封闭的循环》一书中着重探讨了工业技术的内在缺陷以及由此带来的生态与环境问题。他指出，人们常常用人口与富裕这两种增长因素作为污染加剧的原因，但是，经济增长这个事实并不能够告诉我们关于可能存在的环境后果。因此，我们需要进一步理解经济是如何增长的，以及经济增长为什么会造成污染。为此，巴里·康芒纳在详细探讨了战后美国经济增长的动因后指出，从每一项具体例子可以看出，发生剧烈变化的实际上不是整个经济商品的产量，而是生产技术。也就是说，技术的发展与变化是美国战后经济增长的主要或根本动因。由于工业经济一直是以对自然资源的不断消耗来实现其增长的目标，而技术正是实现这一经济目标的有效工具，由此也就决定了工业经济中的技术模式。而当经济增长越来越依赖于技术时，技术在现代社会也就获得了一种相对独立的地位，成为了一种自主的力量。正是由于现代人类不断膨胀的消费需求是由建立在现代技术上的经济所保障的，因此，所有这些“进步”都在极大地加大对环境的影响。

对技术哲学或技术变化以及工业技术模式的深刻反思，是人类探讨日益严重的生态与环境问题的一个重要的组成部分。而40多年来，对技术本身的反思也推动了现代技术的深刻变化，影响着技术的发展方向与技术结构的转型。

正是在这个背景下，“绿色”概念正在嵌入新材料与新能源技术的开发与利用活动之中。这一点首先在日常生活中越来越多地被人们所感受到：“绿色”话语越来越多地出现在商业广告中，说明它作为一种重要的品牌标志已经获得商家和消费者的认可；人们越来越注重采用环保材料创造绿色的家居环境，并且越来越多的人用天然气取代煤来烹饪食品和取暖；人们将节能概念注入自己的个人生活，节能不再是吝啬的表现，而成为追求绿色生活的具体体现。绿色正在悄然改变着人们的消费观念与行为。

与此同时，新材料与新能源的研发与工业利用也正在显现出一种绿色指向下的技术途径与战略选择。新材料技术对传统材料在性能上的深度发掘，不仅增加了它的使用功能，而且增强了材料的耐用性，从而为节约自然资源提供了一种可能的途径。新材料技术也正在发生着技术结构的改变，它不仅包括为社会提供多功能的和具有特殊功能的合成材料（产品），而且将对材料的后处理或可再利用技术纳入技术的范畴。更重要的是，新材料的未来发展更加体现了环保的概念，比如，对生物（或环境）的相容性材料和高效率能量转换材料等的开发，已经引起更多的关注。新能源技术的现代发展更清晰地体现了提高一次能源的清洁性和节能性的开发利用以及对再生能源的开发利用的技术方向与技术路径。

经过40多年的努力，保护环境、保护共同的家园已经成为人类的共识。然而，尽管人类在解决生态与环境问题方面已经或正在作出切实的努力，尽管科学家和工程技术人员为保护环境已经或正在提供某些必要的技术手段和技术措施，但是，我们不能不承认这样一个事实：人类正处于生态日益遭到破坏、环境日益恶化的境地。21世纪，生态与环境问题仍然是人类不能不认真面对的严峻问题。正由于此，我们需要在生态与环境问题框架下，对新材料与新能源技术做深入的探讨，并且把“绿色”作为发展的价值取向，在新材料与新能源技术的发展方面作出实实在在的努力。

P14－17

材料是人类文明的物质基础，是人类进步的里程碑。人类的历史可以说是材料利用的历史，每一种重要材料的发现、发明和利用，都会将人类改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会和生活带来重大的变革，将人类的物质文明和精神文明向前推进一步。那么材料到底是什么呢？很简单，只要你向四周看看，就可以发现材料无处不在。我们穿的衣服是由各种材料制成的；我们住的房屋是由各种材料建成的；窗户上的玻璃、吃饭用的餐具、通信用的手机、乘坐的汽车、家里的电器等都是由各种各样的材料制成的。小到简单的缝衣针，大到复杂的航天飞机，都离不开材料这一基础物质。

随着科学技术的发展，人们在传统材料的基础上＇根据现代科技的研究成果，开发出新材料。新材料按材料的属性划分，有金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分，有结构材料和功能材料。新材料在国防建设上作用重大。例如，超纯硅、砷化镓研制成功，导致大规模和超大规模集成电路的诞生。使计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒百亿次以上；航空发动机材料的工作温度每提高100～C，推力可增大24％；隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射，使敌方探测系统难以发现等。

2l世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。