202102迷人的材料

挺易读的一本科普读物,介绍了十类材料,有我们在日常生活中常见的钢、玻璃、纸等,也有专业人事才会接触的发泡材料、人体植入物等。作者并不是一上来就直接介绍这些材料的性质和产生这些性质的原因,而是从自身生活为切入点,大部分章节都更容易让人接受,你会通过这本书知道很多有意思问题的答案,比如:巧克力料理为什么要调温?不锈钢为什么不会生锈?钻石、石墨都是由碳原子构成的,但为什么性质如此的不一样?等等。但我个人不太喜欢纸和塑料这两章,干货太少。

很多材料表现的性质并不是如果以前说想的——只是宏观层面的简单混合,就能展现几种物质的特性。大多都是因为分子层面有了一些变化,不同物质的分子通过不同的手段,或物理或化学,互相镶套在一起,从而展现出原始物质各自的特点。钢就是一个比较明显的例子,一定量的碳原子镶进了铁原子中,加强的原本铁的硬度。在几千年前,我们的祖先对化学知识一无所知,但能够通过经验或者巧合,掌握炼铁技术,真是件非常奇妙的事情。同样情况的还有瓷器,最早的陶器全世界都有,但瓷器最开始就中国有。我们的祖先发现了高岭土,于是掌握了瓷器的制造方法,瓷器相比陶器有了脱胎换骨的变化,为中国创造了大量的财富,还兼具了艺术性和实用性。外国人羡慕不已,但直到几百年后,英国才由炼金术士通过不断是实验,掌握了瓷器的制造方法。

说到这,我们国家古代的材料科技想当先进,有上面提到的陶瓷,有四大发明之一的造纸术,还有炼铜术等,都超越当时的其他国家上百年。但可惜的是,我们没有发明玻璃的制造方法。玻璃在自然界中就可能产生,玻璃的主要成分是二氧化硅,也就是我们常见的沙子,雷电击中沙滩或者沙漠,形成高温,就会制造出玻璃。玻璃还有非常特别的用处,从微观来讲,有了玻璃才有显微镜,才推动了生物学、化学等基础科学;从宏观来讲,有了玻璃才有望远镜,我们才能观察星体,研究宇宙。所以说玻璃在科学的发展上做出了巨大的贡献。

另外这本书里介绍的碳材料,和其他介绍的材料都不一样,碳材料是种单一物质构成的材料,但碳的不同排列方式,让它展现出了完全不同的性质。钻石璀璨昂贵,石墨低调廉价,石墨烯微小高端,碳还是重要的能源。

总的来说,这本书值得推荐,可惜的是,这本书里插图其实不多,偶有的几幅也质量一般,对一本讲材料的科普读物来说,这点还是有所欠缺。

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