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浅谈材料科学与人类生活

通过对《材料科学与工程概论》的学习，我了解到了很多关于材

料的知识，也学会了从科学的角度看待我们生活中的各种材料。

人类的生活演进，除了思想观念之外，物质的发明扮演着相当重

要的角色。自从远古时代人们使用石器开始,材料就和人类生活结下

不解之缘。再经过青铜器时代，铁器时代而到高温超导体出现的今日，

材料无不日新月异地被发明与改革。人们也因为材料的进步而改善了

生活的状况。

农业时期,科技不发达,一切以手工做事。渐渐地，机械的发展使

人类有更快速、简便的制造工具。工业时期,机械取代了手工,劳力需

求也减少；到了现在，劳力密集转换成技术密集，民生消费产品,尤

其在娱乐生活方面更为人们所重视。因此，在这一连串产业型态的转

变下,材料的发展便扮演了极重要的角色，同时也显示出材料与人类

生活的密切关系。

材料的沿革与发展

从历史上的旧石器演进到新石器，再由新石器进步到现今高度科

技发达的世界，材料一直在不断地进步发明中，亦可以说是人类文明

的代表。所以，可藉由某一时期所用的材料去判断那时期的科技发展

情形或者是人类生活的状况.而在今日的社会,材料科学的发展更显

出其重要性。例如现今大楼中，纷纷要求「防火」建材，可知材料科

学亦在人类生活的安全上占有不可忽视的地位。又如电子组件的演

进，从体积非常大的真空管、晶体管进步到集成电路(IC化），不仅

为现代的科技另造高峰，同时也使得电器用品趋于小型化、轻巧化、

功能强、易于携带等种种好处.所以说人类的生活确实是与材料科学

有关。

随着科技日新月异，许多新科技发展的材料愈来愈常应用于人类

日常生活之中。因为人们日常生活中所需用到的种种物品皆是由许多

不同材料所组成，可能是传统的,也可能是新研发出来的。但不论是

何种材料，其优缺点、好与坏,都直接或间接地影响到我们的生活.

而除了日常生活，在国防或科技方面，材料科学亦为一不可忽视的重

要课题。另外在医学工程及环境保护上，材料科学的发展亦对其有极

大的助益。至于在航天科技及信息网络的应用上，材料科学的发展更

是占有举足轻重的地位。

大致而言，材料的发展可分为三个时期：

（一)分离型：材料单纯而简单，可直接视为单一材料,只对本身

的特性加以应用，而材料的组成只有一种，不掺杂任何材料，即金属

是金属，陶瓷就是陶瓷。

（二）混合型：是由二种或二种以上的材料所组成，应用彼此间

特性的相结合而发展出的新产品。

(三)融合型：是由多种材质合成在一起，已经不能分辨异种物质

的材料,是一创造发明出的新材料。

由于材料发展不断推陈出新,各种应用更是处处可见材料的踪

影，而且对人类生活的影响更是深远。所以，材料科学不仅仅是一门

学问而已,它的发展与我们的生活息息相关且密不可分.

应用方面

材料的应用非常广泛，且对于人类的生活影响也非常深远。举凡

日常生活的食、衣、住、行、育、乐、医疗、通讯以至军事国防及太

空发展……等等，无一不与材料有关。以下便逐一分类说明材料对人

们生活的影响及其应用的层面：

(一)在日常生活方面:

生活中食、衣、住、行、育、乐等用品和我们所使用的材料有着

很大的关系;如衣服的制造原料原本是取之于天然的丝棉，但是由于

耐龙、特多龙及人造纤维的发明使得衣服的质料愈加地舒适与保暖.

在房屋建筑上，防火建材的研发使得我们住得更安心，另外建筑物的

防震设计越来越坚固，使得我们生命获得更好的保障。碳纤维材质应

用于制造脚踏车，使原本已趋向夕阳工业的脚踏车工业又变得缤纷灿

烂；而未来磁浮列车的开发可让我们的交通更安全与快速。在娱乐方

面，视听产品光盘CD（CompactDisc）、影碟LD（LaserDisc）等

不断地发展，使得我们的生活更享受。

（二）在家电用品方面：

由于半导体工业的发展，使电子材料从原本体积大的真空管时代

经过了晶体管到现在的集成电路(IC化）时代，不但使体积大大地缩

小，附加的功能也跟随之提高。轻薄化、小型化、速度快及易于携带

等功能,改善了以前笨重、功能少且不易搬运等问题。如计算机的发

展过程中由原本体积庞大到要一个房子才容纳得下，进展到可放置于

桌上的个人计算机或笔记型计算机，且功能更强，执行速度更快。又

如电饭锅、洗衣机都有Fuzzy的功能，使用的过程更加人性化.音响

设备，如收音机、随身听的发明