材料科学50年进展
中国力学事业50-年
中国力学事业50年庄逢甘(中国航天科技集团公司，北京100830)中国力学学会走过50个春秋，50年的成长与辉煌！50年的拼搏与奉献！是中国力学创业、奋斗和发展历程的真实写照！时值中国力学学会成立50周年之际，我们聚会一堂，共同庆贺。
在这里我将对中国力学的发展谈谈自己的一些认识和想法，与大家共同回顾中国力学事业的创建过程和近10年的重大成就，共同展望中国力学未来的发展。
1 中国力学事业的创建力学在中国的传播和发展远非50年所能概括。
早在20世纪初，随着中国民族工业的较大发展，对力学知识的需求逐步增加。
30年代，商务印书馆出版了郑太朴翻译的《自然哲学的数学原理》，徐骥著的《应用力学》，陆志鸿著的《材料强度学》。
在这一时期，一批学者先后留学归国并开设力学课程，如北京大学的夏元瑮、清华大学的周培源、北洋大学的张国藩、唐山铁道学院的罗忠忱等，在国内开始系统地讲授相对论、理论力学、流体力学、工程力学等课程，并相应开展了一些力学的理论与应用方面的研究。
这些力学活动为中国力学的早期发展是做出贡献的。
但是，力学真正成为一门学科在中国快速蓬勃发展是新中国成立以后的事情。
新中国成立伊始，百废待兴，建立独立民族工业体系的国家战略发展需求急需力学人才和专门机构。
1952年，周培源在北京大学创办了中国第一个力学专业，1953年，钱伟长首先在中国科学院数学研究所创建力学研究室。
1955年10月，钱学森回国，与钱伟长合作，在1956年1月5日成立了中国科学院力学研究所。
建国初期，为解决专门力学人才匮乏的现状，钱学森等还探索了特殊的人才培养模式，我认为有两个较为成功的事例。
第一个是1957年，中国科学院与清华大学开办的工程力学研究班，学员选自工科专业四年级学生和力学教研组助教及生产部门的工程师，做到了不拘一格选拔人才，后来的事实证明这样一种人才培养机制是可行而有效的，这些学员在后来的国民经济建设和国防建设中发挥了重要作用，做出了重要贡献。
材料科学导论
样产生一定蠕变伸长量的应力。 符号表示
和意义
• 持久强度：在一定温度下，规定时间内
• 发生断裂的应力。符号表示和意义
56
材料力学性能
韧性表征和意义
韧性：材料从塑性变形到断裂全过程中
吸收能量的能力。是强度和塑性
的综合量度。
韧性表征：
冲击韧性 KIC
断裂韧性 KIC
57
韧性表征和意义
• 断裂韧性：抵抗裂
50
刚度表征和意义
• 弹性行为 分类
阻尼 减震
线形
非线性
滞弹性
51
材料力学性能
疲劳强度表征
疲劳强度：材料抵抗交变应力作用下断裂破
坏的能力。
疲劳：承受载荷低于屈服强度，但在交变应力下
长时间工作材料失效的现象。
疲劳失效过程：裂纹形成，裂纹发展和突然断裂。
52
疲劳极限：材料能够
经受无限多次（108）
没有固定熔点，只有一段宽的温度范围；
材料力学性能 抗蠕变性能表征意义
69％，熔点为1227℃。
低比重：工业用材料中最轻量材料（铝的2/3重）
钢——550 C；
较弱磁场 较高的磁化强度；
高比强度：优于钢和铝
粘胶纤维（1893~1898年）纤维素黄酸钠
完全抗磁性磁场强度始终为零
陶瓷还具有介电特性，可作为电器的介质。
• 两个重要内容
– 仪器与设备
– 分析与建模
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材料性质：是功能特性和效用的描述符，是材料
对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
材料性质描述
力学性质
物理性质
化学性质
•强度
•硬度
•刚度
•塑性
•韧性
材料科学发展面临的挑战及其发展方向(1)
收稿日期:2006-01-13作者简介:李世普(1946— ),男,辽宁新民人,教授,博士生导师。
文章编号:1008-8245(2006)03-0001-06材料科学发展面临的挑战及其发展方向李世普(武汉理工大学生物材料与工程研究中心,湖北武汉430070)摘 要:就材料技术领域的现状、发展特点、存在的问题、面临的挑战作了概述,介绍了材料科学与工程领域的研究方向,并就国家的材料科技战略进行了简要推介。
关键词:材料科学;问题;研究方向;关键技术;战略目标中图分类号:T B3 文献标识码:AChallengesMateri a ls Sci ence M eets i n itsDevelop ment and the Developi n g D i recti onL i Shipu(Research center of Biomaterial Engineering,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan Hubei 430070)Abstract:This paper su mmarizes the conditi ons,characteristics of devel opment,p r oble m s existing,challenges fa 2cing in the field of material technol ogy,and intr oduces the research directi on of the material science and engineering .The strategy of material technol ogy is als o p resented .Key words:Material science;Pr oblem;Research directi on;Key technol ogy;Strategic target1 我国新材料领域的发展特点 我国新材料领域的发展特点为:材料复合优化,由结构材料向非结构材料的领域扩展低维材料的发展加快,特别是材料线度上的细微化产生的各种新效应;高密度信息存储的发展日新月异;全新材料体系的不断涌现及发展,最具有吸引力的是金属间化合物的出现,尽管目前应用不到1%,但可以预料今后10年将会成为一个重要的新材料领域;信息材料走向多功能、集成化,超大规模集成电路的发展已带来了人类社会的新变革。
材料史上50项最伟大事件
2006年9月，美国《金属杂志》（Journal of Metals, JOM）发起了评选材料科学与工程历史上“最伟大的材料事件”（Greatest Materials Moments）活动。
JOM由美国矿物、金属与材料学会（The Minerals, Metals & Materials Society,TMS）主办。
TMS是一个涉及材料科学与工程所有领域的专业国际组织，总部设在美国，涵盖的学科方向从矿物工艺、基本金属制造到材料的基础研究和深入应用。
TMS的会员来自世界6大洲70多个国家的冶金学与材料工程师、科学家、研究人员、教育家、管理人员和学生。
JOM主办此次活动的目的旨在弘扬材料科学在人类历史发展进程中的影响力和庆祝TMS成立50周年。
“最伟大的材料事件”被定义为：一项人类的观测或者介入，导致人类对材料行为的理解产生标志性进展的关键或决定性事件，它开辟了材料利用的新纪元，或者产生了由材料引发的社会经济重大变化。
首先，JOM 邀请众多材料领域的杰出专业人士评述他们关于“最伟大的材料事件”的观点。
基于他们的评述，JOM 整理出一份超过650个候选者的详细目录，然后进一步遴选出100个正式的候选名单，并刊登于2006年11月份出版的JOM上。
近千名来自材料科学领域的专业人员和普通公众参与了投票。
2007年2月26日—3月1日，TMS在美国弗洛里达州的奥兰多举行了2007年年会，共有来自68个国家的4200多名材料科学和工程专业人员参加了此次会议。
会上揭晓了JOM评选的10项“最伟大的材料事件”（见），它们分别为：另外，入选11-50项的“最伟大的材料事件”如下：评选出的前50项“最伟大的材料事件”清楚地展示，材料及其相关科学与技术的发展对人类文明与社会进步所做出的巨大贡献，以及材料科学与技术毋庸置疑的重要地位。
在前50项“最伟大的材料事件”中，材料制备技术及工艺占17项，新材料和新器件的发明占12项，提出新原理、新规律与揭示新结构、新现象占18项，先进仪器设备的发明占3项。
2023年部编版语文六年级上册宇宙生命之谜导学案(推荐3篇)
部编版语文六年级上册宇宙生命之谜导学案（推荐３篇）〖部编版语文六年级上册宇宙生命之谜导学案第【1】篇〗《宇宙生命之谜》一文是第十一册语文教材新选的课文，这是一篇介绍科学家探索宇宙生命的科普文章，意在通过阅读理解，了解课文围绕“地球之外是否有生命存在”这一问题讲了些什么，学习科学家追求真知、不断探索的精神，激发学生爱科学、学科学、探索宇宙奥秘的兴趣，领悟作者采用分析、比较、排除的方法说明问题的表达方法。
让学生了解科学家根据生命存在的条件探索火星的情况及其成果，是教学这篇课文的重点，学生对有关生命科学的理论、术语的理解是教学这篇课文的难点。
这是一篇有关生命科学的文章，文中的科学术语也比较多，学生要学起来是有一定难度。
在教学本文时，我是这样设计的：一、揭题：1、出示课题《宇宙生命之谜》，“谜”用红色，大字写出来，并加上“？”，并问学生：到底地球之外是否有生命存在？2、学生讨论，发表意见。
（其中29位学生说有，13位说没有）3、当学生发生争论时，让学生通过阅读课文找答案。
二、设疑：1、让学生自己读课文。
找出到底地球之外有没有生命的依据。
2、学生交流生命存在的条件：（1）、适合的温度，零下50至零上150摄氏度之间。
（2）、必要的水分。
（3）适当成分的大气。
（4）要有足够的光和热。
2、师按离太阳的`远近画出围绕太阳运动的九大行星的示意图：太阳、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。
3、让学生再读课文，根据生命存在的条件，说说在围绕太阳运动的九大行星中，哪些行星不可能有生命存在，哪些行星可能有生命存在。
4、学生通过读课文后交流：水星离太阳最近，向阳时表面温度达到300至400摄氏度，不可能存在生命。
金星是一颗高温、缺氧、缺水、有着强烈阳光辐射的行星，也不可能有生命存在木星、土星、天王星、海王星和冥王星离太阳很远，它们的表面温度，一般都低于零下140摄氏度，因此，也不可能有生命存在。
那么，太阳系中唯一还可能存在生命的星球是火星。
材料科学与工程前沿
一、材料的分类：1、物理性能分类：热、光、电、磁材料2、材料按用途可分为结构材料和功能材料。
3、化学属性分类按组成物质的化学属性，习惯上将材料分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料(合成材料)、复合材料四大类。
金属材料分类：1 . 传统金属材料（黑色金属、有色金属）2 . 新型金属材料无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种新型高分子材料：1、生物高分子材料2、吸水高分子材料3、导电高分子材料4、光电导高分子材料复合材料：1纤维(或晶须)增强或补强型复合材料2第二相颗粒弥散复合材料3功能梯度复合材料其他材料：半导体材料、超导材料二、汽车轻量化过程中金属材料应用的趋势？以下发展一、有色合金增加以乘用车来说，1973年每辆车所使用的有色合金占全部用材的重量比为5.0%，1980年增至5.6%，而1997年则达到了9.6%。
有色合金在汽车上应用量的快速增长是汽车材料发展的大趋势。
1）铝合金铝的密度约为钢的1/3，是应用最广泛的轻量化材料。
以美国生产的汽车产品为例，1976年每车用铝合金仅39k g，1982年达到62kg，而1998年则达到了100kg。
2）镁合金镁的密度约为铝的2/3，在实际应用的金属中是最轻的。
镁合金的吸振能力强、切削性能好、金属模铸造性能好，很适合制造汽车零件。
3）钛合金钛的密度为4.5g/cm3,具有比强度高、高温强度高和耐腐蚀等优点。
由于钛的价格昂贵，至今只见在赛车和个别豪华车上少量应用。
二、钢铁材料的轻量化举措钢铁材料在与有色合金和高分子材料的竞争中继续发挥其价格便宜、工艺成熟的优势，通过高强度化和有效的强化措施可充分发挥其强度潜力，以致迄今为止仍然是在汽车生产上使用最多的材料。
1高强度钢板研究成果表明，车身钢板的90%使用现已大量生产的高强度钢板（包括高强度、超高强度和夹层减重钢板），可以在不增加成本的前提下实现车身降重25%（以4门轿车为参照），且静态扭转刚度提高80%，静态弯曲刚度提高52%，第一车身结构模量提高58%，满足全部碰撞法规要求。
我国公布未来50年科技发展路线图等
我国公布未来５０年科技发展路线图等作者：来源：《发明与创新(综合版)》2009年第08期我国公布未来50年科技发展路线图中国科学院战略研究系列报告——《创新2050：科技革命与中国的未来》日前在京发布。
报告绘制了我国未来50年在能源、人口健康、空间与海洋、信息、国家与公共安全等18个重要领域的科技发展路线图。
“人无远虑，必有近忧。
过去许多人认为科学很难预见，主要依靠科学家的创造性思维。
但是，以能源为例，我们可以预见，未来50年，可再生能源和核能领域一定会有新的突破性进展，只是具体技术路径可能有多种。
”全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥在发布会上表示，通过战略研究，在长远目标指导下制定科技发展路线图是可行的。
报告凝聚了中科院300余位专家历时一年多的心血，按照2020、2030和2050三个阶段，提出了“以科技创新为支撑的八大经济社会基础和战略体系”的整体构想，即可持续能源与资源体系、先进材料与智能绿色制造体系、无所不在的信息网络体系、生态高值农业和生物产业体系、普惠健康保障体系、生态与环境保育发展体系、空天海洋能力新拓展体系和国家与公共安全体系。
路甬祥说，当今世界正处在科技创新突破和新科技革命的前夜，中国绝不能简单地照搬他国科技发展模式，必须面向世界前沿，从中国现代化进程的需求出发，前瞻布局、重点突破，探索出一条中国特色的科技创新道路。
此次发布的路线图明确了我国未来发展的着力点，凝练出影响我国现代化进程的22个战略性科技问题：——影响我国国际竞争力的6个战略性科技问题，包括“后IP”网络的新原理新技术研究和试验网建设、高品质基础原材料的绿色制备、资源高效清洁循环利用的过程工程、农业动植物品种的分子设计、泛在感知信息化制造系统、艾级(1018)超级计算技术。
——影响我国可持续发展能力的7个战略性科技问题，包括中国地下4000米透明计划、新型可再生能源电力系统、深层地热发电技术、新型核能系统、海洋能力拓展计划、干细胞与再生医学、重大慢性病的早期诊断与系统干预。
材料发展的回顾与展望未来
材料进展的回顾与展望将来摘要：回顾过去，人类的生活、生产和进展离不开材料。
从人类早期进展到现在，材料的进展在人类进展史上占着不行或缺的地位。
直到现代，人类的材料生产与制备技术已经相当成熟，各种新材料如雨后春笋般不断涌现。
展望将来，材料依旧将在人类社会的各个方面扮演重要角色。
主要向半导体材料、结构材料、有机高分子材料等方向进展。
关键词：材料，进展一、回顾材料进展历程材料是人类生活和生产的物质基础，是人类熟悉自然和改造自然的工具。
人类文明曾被划分为旧石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代等，由此可见材料的进展对人类社会的影响一一没有材料就是没有进展。
人类诞生以前其实就有了材料，材料的历史与人类史一样久远，可能还要比之久远呢！在人类文明的进程中，材料大致经受了以下五个进展阶段，他们是1.使用纯自然材料的初级阶段：旧石器时代，人类只能使用自然材料（如兽皮、甲骨、羽毛、树木、草叶、石块、泥土等），之后也都只是纯自然材料的简洁加工而已。
2.人类单纯采用火制造材料的阶段：新石器时代、铜器时代和铁器时代，是人类采用火来对自然材料进行燃烧、冶炼和加工的时代，主要材料有：陶、铜和铁。
3.采用物理与化学原理合成材料的阶段：20世纪初，由于物理和化学等科学理论在材料技术中的应用，从而消失了材料科学。
在此基础上，人类开头了人工合成材料的新阶段，主要材料：人工合成塑料、合成纤维及合成橡胶等合成高分子材料的消失，加上已有的金属材料和陶瓷材料（无机非金属材料）构成了现代材料（除合成高分子材料以外，人类也合成了一系列的合金材料和无机非金属材料。
超导材料、半导体材料、光纤等材料都是这一阶段的杰出代表）。
4.材料的复合化阶段：20世纪50年月金属陶瓷的消失标志着复合材料时代的到来。
人类已经可以采用新的物理、化学方法，依据实际需要设计独特性能的复合材料（只要是由两种不同的相组成的材料都可以称为复合材料）。
5.材料的智能化阶段：如外形记忆合金、光致变色玻璃等等都是近年研发的智能材料（自然界中的材料都具有自适应、自诊断合资修复的功能，而目前研制胜利的智能材料还只是一种智能结构）。
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今天哪些材料科学领域的重大进展正在影响着人们对材料和技术的使用方式并且改变了我们的日常生活？《今日材料》（Materials Today）杂志近日评选出材料科学领域在过去50年间的十大进展。
其中一些科研发现改变了该领域的研究方向，另外一些则为材料科学领域提供了新的机会和研究方向。
1. The International Technology Roadmap for Semiconductors《国际半导体技术蓝图》2. Scanning probe microscopes扫描式探针显微镜3. Giant magnetoresistive effect巨磁电阻效应4. Semiconductor lasers and light-emitting diodes半导体激光器和发光二极管5. National Nanotechnology Initiative美国国家纳米技术计划6. Carbon fiber reinforced plastics碳纤维强化塑料7. Materials for Li ion batteries锂离子电池材料8. Carbon nanotubes碳纳米管9. Soft lithography软刻蚀10. Metamaterials超材料令人惊讶的是，排在首位的并不是某项具体的研究成果，而是一种优先选择研究方向和制定研发计划的方式。
《国际半导体技术蓝图》（ITRS）通过设定创新和技术需求的目标推动了微电子行业的巨大进展。
ITRS融合了科学、技术和经济学，很难想象在材料学领域还有什么能超越它对这个领域进展所起的推动作用。
《今日材料》的主编Jonathan Wood说道：“ITRS位列十大进展首位实至名归。
电子行业的发展对现代社会至关重要，同时半导体加工和材料科学的进展在过去50年间也是紧密联系并肩发展的。
”材料科学研究的对象是构成这个世界的物质，如用来制造设备和产品的金属、半导体及塑料及工艺技术，例如研究如何制造出更小、更快的晶体管，以使计算机的功能更为强大；研究聚合物的电子特性以生产更便宜的手机显示屏；或者分析如何使肌体组织与医用植入物更好地结合。
《今日材料》（[url=]）是爱思唯尔出版集团旗下一本面向对材料科学技术领域感兴趣的研究人员的国际综述杂志，内容涵盖先进材料领域的的最新进展和热点议题。
杂志全球发行，每月发行量达20,000份。
--------------------------------------------------------------------------------《国际半导体技术蓝图》简介自20 世纪6O年代以来，半导体技术取得了飞速的发展，到现在仍遵循着“摩尔定律”保持强劲的发展态势。
“摩尔定律”是Intel公司创始人之一的Goldon Moore于1965年提出的，即每隔约18-24个月，单个芯片上晶体管数目将增加1倍。
为了赶上迅速发展的半导体技术，欧洲、日本、韩国、台湾与美国半导体产业协会合作制订了《国际半导体技术蓝图》（ITRS），自2001年起，每隔一年就会有新版出现，而在双年时，则会对蓝图进行修订。
概述《国际半导体技术蓝图》主要是由欧洲电子器件制造协会（European Electronic Component Manufacturers Association (EECA) ）、欧洲半导体工业协会（European Semiconductor Industry Association (ESIA) ）、日本电子和信息技术工业协会（Japan Electronics and Information Technology Industries Association (JEITA)）、韩国半导体工业协会（Korea Semiconductor Industry Association (KSIA) ）、台湾半导体工业协会（Taiwan Semiconductor Industry Association (TSIA)）和半导体工业协会（Semiconductor Industry Association (SIA)）合作完成。
《国际半导体技术蓝图》官方网站地址：[url=/]/来自麦兜--------------------------------------------------------------------------------北京时间12月21日消息，据《今日材料》杂志20日报道，过去50年来，材料科学领域取得了一系列重大突破，一些科研成果正在改变或者已经改变我们的生活。
在所有这些进展中，究竟哪些才称得上最重要的呢？对于这样一个专业性极强的问题，《今日材料》杂志为我们提供了一个相当中肯的答案。
在征询了编辑顾问团和业内专家的意见后，这家杂志评选出材料科学50年间十大进展排行榜，上榜者不但可以让人产生浓厚的兴趣，同时也会引发人们的思考。
当然了，无论什么样的评选都会引发人们的争议，更何况对材料科学。
为了尽可能将这种争议降到最低，《今日材料》在评选时采用了相对理性和平衡的做法，上榜的十大进展除了必不可少的研究成果外，也包含了一些相关的研发计划和指导方针。
令人不得不吃惊的是，位列排行榜榜首的并不是某项具体的研究成果，而是一种优先选择研究方向和制定研发计划的方式——《国际半导体技术蓝图》。
必须提醒的是，如果你认为材料科学家不过是一群没有被赞颂过的英雄，《今日材料》评选的十大进展排行榜绝对不会受到应有的关注，更不会引发人们的欢呼声。
说到底，这个榜单的含金量到底有多少，最终还要取决于你对材料科学的态度。
但不管怎么说，《今日材料》的评选结果还是相当公平的，上榜的十大进展正在用自己的方式改变着我们这个世界。
材料科学50年间十大进展排行榜榜单如下：1.《国际半导体技术蓝图》很显然，《国际半导体技术蓝图》(ITRS)并不是一项具体的研究发现，而是一种优先选择研究方向和制定研发计划的方式，但它仍旧是材料科学领域取得的最重要的成就。
通过制定有关创新和技术需求的目标，ITRS迫使微电子行业展开激烈竞争，而竞争的结果只有一个，那就是进步。
ITRS是科学、技术和经济学结合的产物，很难想象还有什么能比它更能推动材料科学的发展，无论是新材料的研发、产品的加工制造还是设备的设计都成为它的受益者。
ITRS之所以成为《今日材料》的第一宠儿的原因在于：电子学在当今世界扮演着至关重要的角色，过去50年来，材料科学所取得的进展的最大体现就是半导体加工技术的不断升级。
2. 扫描式探针显微镜这种扫描隧道显微镜是由IBM苏黎世研究实验室的海因里奇-罗雷尔和格尔德-宾宁发明的，由于这项发明，二人曾在1986年获得诺贝尔物理学奖。
扫描式探针显微镜是一种新型显微镜技术，虽然单凭这一点，它就拥有上榜的足够资格，但更为重要的是，这种显微镜的解析度精确到纳米。
扫描式探针显微镜问世后不久，原子力显微镜便横空出世，它的出现为人们走进纳米世界打开了另一扇门，对于当前纳米技术的不断普及，它也是功不可没。
3. 巨磁电阻效应2007年，法国科学家艾伯特-费尔和德国科学家彼得-格林贝格尔因在1988年发现巨磁电阻效应荣获诺贝尔物理学奖，因此，将它列入十大进展排行榜一点也不令人惊讶。
所谓的巨磁电阻效应是指：当外磁场发生改变时，磁性材料和非磁性材料相间的薄膜层(几个纳米厚)中的电阻会发生巨大变化。
由于IBM研究实验室的努力，巨磁电阻效应最终让硬盘读取磁头发生了革命性变化——使用巨磁电阻技术的读取磁头能够通过电流变化读取存储在硬盘上的磁信息。
由于对微磁场高度敏感，巨磁电阻效应让硬盘磁片实现了“大瘦身”。
这样一来，硬盘的体积得以不断缩小，但容量却不断变大。
4. 半导体激光器和发光二极管半导体激光器和发光二极管于1962年问世，它的出现是材料科学史上的一个重要事件。
如果没有这个家伙，远距离通讯、CD和DVD播放器、激光打印机、条形码阅读器以及固态照明装置只能是一个梦想。
不得不提的是，固态照明装置的出现能够为降低能耗作出重要贡献。
5. 美国国家纳米技术计划2000年，克林顿总统揭开了国家纳米技术计划的神秘面纱。
这一计划产生了巨大影响，它巩固了纳米技术这一新兴领域的重要性，同时也让这一技术成为物理学最令人兴奋的一个所在。
国家纳米技术计划为发展纳米技术提供了巨额资金，同时也为跨学科研究资金筹集方式打开了一扇门，对于世界其它国家来说，这无疑是一个不小的刺激和影响。
国家纳米技术计划由26个独立机构参与，2008年的研究预算估计在15美元左右。
它是世界上纳米技术研究领域最大的“单一投资者”，过去7年来共投入了70多亿美元。
眼下，已有65个国家制定了类似的纳米技术研究计划，业内纳米技术的研发也已走在政府的前面。
2007年，全球与纳米技术相关的研发经费已超过120亿美元。
6. 碳纤维强化塑料眼下，现代合成材料已经应用到生活的方方面面，在航空航天、交通运输、包装和土木工程领域，我们随处可以看到它们的身影。
在所有合成材料中，碳纤维强化塑料无疑扮演着领导者的角色。
碳纤维强化塑料是由高强度、高硬度碳纤维形成的聚合无基体，不但具有较高的坚固性，而且重量较轻。
早在上世纪60年代初，科学家便用人造丝、聚丙烯腈和沥青基前体制造碳纤维。
而长定向芳香族化合物分子链则赋予碳纤维更高的强度和硬度。
基于碳纤维技术不断发展，以及在设计、制造和建模等方面取得的进步，合成材料得以拥有可控制的特性。
尽管造价较高，并且在设计、制造和回收方面遇到不小的麻烦，但由于拥有这种特性，碳纤维强化塑料还是得到了越来越多的使用，新波音787年客机的机翼和机身便采用了这种材料。
7. 锂离子电池材料很难想象，如果没有锂离子电池，笔记本电脑和手机将变成什么样子——利用水电解液的充电电池绝不能与拥有更高能量密度的锂电池相提并论。
锂电池是在可以满足多方面要求的新型电极材料的基础上出现的，为了提高使用的灵活性，它的阴极采用了中空结构以减少重量。
锂电池材料的研究涉及化学和电气化学，上世纪80年代，牛津大学的约翰-古迪纳夫和同事经过不懈的努力，最终研制出负极材料LiCoO2，1991年，索尼公司又研制出碳正极材料，将两种材料组合在一起，我们便得到让便携式设备成为可能的锂离子电池。
眼下，锂离子电池负极材料的研发工作仍在继续，为了保护环境并提高能量密度，研究人员放弃了有毒的Co，而采用类似LiFeO4的三维结构。
8. 碳纳米管1991年碳纳米管的发现要归功于日本电气公司的Sumio Iijima，但在此之前，科学家便对它进行过观察。
1985年，科学家在一次实验中发现了一种新形态的碳——C60巴基球，虽然兴奋劲儿还没有散去，但Sumio Iijima对新富勒烯管的观察还是引发了科学家浓厚的兴趣。