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浅谈材料科学与人类生活--

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

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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。

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(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。

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（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，使得我们易于携带且不再局限于只

能在室内使用。液晶显示材料