Introduzione ai nuovi materiali

I nuovi materiali si riferiscono a materiali strutturali appena sviluppati o in fase di sviluppo con prestazioni eccellenti e materiali funzionali con proprietà. I materiali strutturali utilizzano principalmente le loro proprietà meccaniche come resistenza, tenacità, durezza ed elasticità. Come nuovi materiali ceramici, leghe amorfe (vetro metallico), ecc. I materiali funzionali utilizzano principalmente le loro funzioni ed effetti fisici elettrici, ottici, acustici, magnetici, termici e di altro tipo. Negli ultimi anni, i nuovi materiali studiati e sviluppati in tutto il mondo includono principalmente nuovi materiali metallici, ceramiche fini e fibre ottiche, ecc.

Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, le persone hanno sviluppato nuovi materiali basati su materiali tradizionali e in conformità con i risultati della ricerca della scienza e della tecnologia moderne. I nuovi materiali sono classificati in quattro categorie principali in base ai loro componenti: materiali metallici, materiali inorganici non metallici (come ceramica, semiconduttori all'arseniuro di gallio, ecc.), materiali polimerici organici e materiali compositi. I materiali sono classificati in materiali strutturali e materiali funzionali in base alle loro proprietà. I materiali strutturali utilizzano principalmente le proprietà meccaniche e fisiche dei materiali per soddisfare requisiti prestazionali quali resistenza, elevata rigidità, elevata durezza, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione e resistenza alle radiazioni. I materiali funzionali utilizzano principalmente gli effetti elettrici, magnetici, acustici, fototermici e altri effetti dei materiali per ottenere determinate funzioni, come materiali semiconduttori, materiali magnetici, materiali fotosensibili, materiali termosensibili, materiali invisibili e materiali di produzione, materiali nucleari per bombe all'idrogeno, ecc. I nuovi materiali svolgono un ruolo significativo nella costruzione. Ad esempio, il successo dello sviluppo del silicio ultrapuro e dell’arseniuro di gallio ha portato alla nascita di circuiti integrati su larga scala, aumentando la velocità di calcolo dei computer da diverse centinaia di migliaia di volte al secondo a oltre dieci miliardi di volte al secondo. Per ogni aumento di 100°C della temperatura di esercizio dei materiali dei motori aeronautici, la spinta può aumentare del 24%. I materiali invisibili possono assorbire le onde elettromagnetiche o ridurre la radiazione infrarossa di armi e attrezzature, rendendo difficile il rilevamento da parte dei sistemi di rilevamento nemici, ecc.

Una delle principali direzioni dello sviluppo tecnologico nel 21° secolo è la ricerca e l'applicazione di nuovi materiali. La ricerca su nuovi materiali rappresenta un progresso più profondo nella comprensione e nell'applicazione delle proprietà delle sostanze da parte dell'umanità.