• 汇集公众科学智慧交流科学思想见解
  • 点燃科学智慧火花构建互动交流平台
科学智慧火花
科普书评

图书名称:《点石成金》

主编:汤寿根  沙锦飞

出版社:山东教育出版社

ISBN:978-7-5328-6597-0

丛书主编:汤寿根是中国科普作家协会荣誉理事;沙锦飞是中国科普作家协会常务理事、中国科普研究所副研究员。

作者简介:王宁寰,曾任中国科学院应用研究与发展局材料能源处长,副总工程师,参与组织多项重大新材料科技攻关工作。中国科普作家协会会员。

内容简介:该书围绕材料与材料科学,通过典型事例、生动详尽的描述、直观的图解,逐步展开对材料、新材料与高新技术之间关系的介绍。对于我们了解材料、新材料知识及其发展前景有着很好的启发作用。

书评人:穆中红   中国科学院老科技工作者协会

点石成金

2010年2月,山东教育出版社出版了《新视角科普系列丛书》第一辑,包括10册图书,《点石成金》是丛书中的一册。

全书由“材料科学家与‘喷火’式战斗机”、“新材料是高新技术的物质基础”、 “新材料分类及其特性”、“‘泰坦尼克’号悲剧祸首是谁”、“功能材料与高新技术”、“形状记忆合金与太空天线”、“新材料与磁悬浮列车”、“纳米材料与纳米科技”等8篇文章组成。

人类社会的进步与发展,由石器时代、青铜器时代、铁器时代、陶器时代、钢时代、电子管时代、硅时代,再到新材料时代,都是依赖科学技术的进步。20世纪60年代以来,材料科学进入了快速发展时期。当前,全世界新材料以每年5%的速度递增,成为推动社会和高新技术发展的重要因素。材料、新材料无处不在,各行各业,尤其在航空航天、电子信息、医药医疗等高新技术领域,以及在我们的生活中,发挥着不可替代的重要作用。

本书的第一个故事,“材料科学家与‘喷火’式战斗机”,介绍了中国著名金属材料专家李薰院士早年留学英国期间,承担喷火式战斗机试飞螺旋桨主轴断裂造成坠毁事故的调查。由此,27岁的李薰提出了“金属氢脆理论”,科学地解决了这个世界性金属材料的难题。

在“新材料是高新技术的物质基础”一文中,通过烧蚀材料,展示了新材料与航天科技的关系。苏联科学家研制出“复合型烧蚀材料”,解决了飞船返回地球时的高温防护问题,宇航员加加林实现了人类首次太空飞行。美国经过8年努力,研制出耐高温航天材料,实现了“阿波罗11”号载人飞船登月成功,开启了人类登上地外星球的先河。美国“挑战号”航天飞机在发射升空过程中爆炸解体,“哥伦比亚”号航天飞机在返回过程中燃烧爆炸,耐高温材料的损坏是造成两起重大事故的原因。

中国的航天事业起步较晚,但通过创新,研制出由特种元素组成的新型耐烧蚀隔热材料,保障了“神舟”系列飞船试验及载人太空飞行的顺利实施。

这些表明,新材料在航天等高新技术发展中具有举足轻重的支撑作用。

在“新材料分类及其特性”文章中,介绍了新材料可以按材料性质、作用和用途等进行分类,其涵盖领域极其广泛,种类繁多、功能作用各异的新材料,满足了人类社会不断发展的各种需要。

工业革命以来,半导体材料、计算机、原子能、激光被称为20世纪的四大发明,其中半导体材料与计算机的贡献尤为突出。而计算机又是在半导体材料发展的基础上,得到了高速发展。半导体材料引发的新技术革命,推动了世界现代文明的进程。

‘泰坦尼克’号客轮冰海沉船悲剧,83年后,经过科学家对打捞出的船壳钢板、铆钉的分析检测,揭示泰坦尼克号在建造中使用了劣质材料制作的铆钉。客轮与冰山碰撞中,劣质铆钉断裂是造成当年这起最大海难事故的根本原因。这说明在造船中,材料的重要性,以及劣质材料的严重危害。

在下面的几篇文章中,作者分别通过具体事例,介绍了新材料的功能和广泛应用前景。功能材料是最活跃的新材料,是目前世界各国和科学家材料研究的重点,新材料的研究领域中,功能材料占了85%。感知材料、智能功能材料是最有发展前景的新材料。感知材料能够获取外界和内部的各种信息,可以制作成传感器;智能功能材料对外界环境条件或内部状态变化,能做出相应或驱动,可以制作成驱动或执行器。用红外热敏感材料制成的制导系统,使空空导弹具有了很高的命中率。我国研制的碲镉汞红外探测元件,改变了我国红外探测技术落后状况,一举达到世界领先水平,该探测器能够发现几千公里外的军事目标。它用在“风云”号卫星和“神州”飞船上,取得非常好的成果。可以说,创新研发的新材料,可以使相关技术与产品得到质的飞跃。诸如炭纤维、机器人、超声波探测装置、形状记忆合金制作的太空天线、磁悬浮列车、身披纳米隐身材料的隐身战机,林林总总,处处彰显出新材料“点石成金”的重要作用。

材料科学的发展,推动了高等教育学科的变化:冶金学、炼钢炼铁学等传统学科被“材料科学与工程”学科取代,成为科学家和广大青年学生向往、并能够极大地发挥他们聪明才智和创新能力的重要领域。

当前,是科技创新的重要时期,材料科学呈现出跨越式的发展,它为我们展示了广阔的空间。《点石成金》开拓了我们的视野,引导我们走进科学的大门,去探索材料科学的璀璨世界。这是一本有丰富知识和阅读趣味的科普作品。