图书前言
新材料技术正与机器人技术、量子信息技术、扩展现实等新科学工程一起,重塑新工业革命。材料的演变历史也见证了人类社会技术与文明的发展进程:如从第一个晶体管问世,到目前通用人工智能已具备自主意识,能够学习人类的智慧,有望模仿学会人类的行为方式,甚至思维方式。不断涌现的二维材料、类脑芯片等新材料、新技术、新知识、新理论和新概念,正服务于高新技术产业的迅猛发展。
新材料得到了日新月异的蓬勃发展,呈现出材料与器件一体化、结构与功能复合化,以及多学科交叉、多技术融合、绿色低碳和智能化等发展趋势,材料领域新理论、新概念、新知识、新技术层出不穷,新材料产业不断发展壮大,新材料应用技术研究不断深入。然而,社会各界对于新材料的认知速度远远跟不上新材料的发展速度,《中国新材料科学普及报告(2022)——走近前沿新材料4》(以下简称《报告》)系列科普读物旨在提升工程技术人员、科技工作者、政府决策人员、青年学生等群体对新材料的认知,提升研究开发、技术应用以及政府决策过程中对新材料及技术的考量,对促使新材料更快、更好地服务于经济建设和社会发展具有重要的意义。
《报告》是中国材料研究学会在承担中国工程院重大战略咨询项目《关键战略材料研发与产业发展路径研究》所取得的研究成果的基础上完成的出版物,是继2019年《走近前沿新材料1》、2020年《走近前沿新材料2》、2021年《走近前沿新材料3》之后的又一部关于前沿新材料的科普作品。在以中国工程院重大战略咨询项目《关键战略材料研发与产业发展路径研究》成果为基础编写的四本出版物中,《报告》是唯一的科普作品,经过编委们的共同努力,2022年度材料领域新理论、新概念、新知识、新技术以及新探索与发现,将凝练到这本科普读物中。
本书的内容包括拓扑量子材料、荧光材料、超导材料、二维材料、拓扑磁结构材料、新型纳米材料等新材料。金刚石可否揽芯片活,再创钻石般的辉煌?夜月昼星之夜明珠,为什么会发光?走近荧光材料可知晓其中奥秘。山河咆哮、大海吟唱,气泡如何发声成为气泡声波超材料?拓扑量子物理学方兴未艾,更稳定的材料体系未来可期。从神秘到科学的千年之旅,笼目材料可否再续前缘?二维材料类脑器件又是如何创造ChatGPT人类思维的?再看磁麦韧的磁结构如何成就自旋电子学。谁料到氧化镓出生即巅峰?高温高熵软磁合金,非晶演变成的纳米晶?还有非晶合金之金属玻璃。交叉科学涌现了什么活性物质?超导材料、有机半导体掺杂的万水千山,以及双眸探索微观世界。