Bevezetés az új anyagokba

Az új anyagok az újonnan kifejlesztett vagy fejlesztés alatt álló szerkezeti anyagokat jelentik, amelyek kiváló teljesítménnyel és funkcionális tulajdonságokkal rendelkeznek. A szerkezeti anyagok főként mechanikai tulajdonságaikat hasznosítják, úgymint szilárdság, szívósság, keménység és rugalmasság. Ilyen például az új kerámia anyagok, amorf ötvözetek (fémüveg) stb. A funkcionális anyagok elsősorban elektromos, optikai, akusztikai, mágneses, termikus és egyéb funkcióikat, fizikai hatásaikat hasznosítják. Az elmúlt években világszerte vizsgált és kifejlesztett új anyagok főként új fémes anyagokat, finom kerámiákat és optikai szálakat stb.

A tudomány és a technológia fejlődésével az emberek új anyagokat fejlesztettek ki, amelyek hagyományos anyagokon alapulnak, és összhangban vannak a modern tudomány és technológia kutatási eredményeivel. Az új anyagokat összetevőik alapján négy fő kategóriába sorolják: fémes anyagok, szervetlen nemfémes anyagok (például kerámiák, gallium-arzenid félvezetők stb.), szerves polimer anyagok és kompozit anyagok. Az anyagokat tulajdonságaik szerint szerkezeti anyagokra és funkcionális anyagokra osztják. A szerkezeti anyagok főként az anyagok mechanikai és fizikai tulajdonságait használják fel, hogy megfeleljenek az olyan teljesítménykövetelményeknek, mint a szilárdság, a nagy merevség, a nagy keménység, a magas hőmérséklet-állóság, a korrózióállóság és a sugárzásállóság. A funkcionális anyagok főként az anyagok elektromos, mágneses, akusztikus, fototermikus és egyéb hatásait hasznosítják bizonyos funkciók eléréséhez, mint például a félvezető anyagok, mágneses anyagok, fényérzékeny anyagok, hőérzékeny anyagok, lopakodó anyagok és gyártási anyagok, hidrogénbombákhoz használt nukleáris anyagok stb. Az új anyagok jelentős szerepet játszanak az építőiparban. Például az ultratiszta szilícium és gallium-arzenid sikeres fejlesztése nagyméretű integrált áramkörök megszületéséhez vezetett, amelyek a számítógépek számítási sebességét másodpercenként több százezer-szeresről másodpercenként több mint tízmilliárdszorosára növelték. A légi hajtóművekben használt anyagok üzemi hőmérsékletének minden 100°C-os emelése esetén a tolóerő 24%-kal nőhet. A lopakodó anyagok elnyelhetik az elektromágneses hullámokat vagy csökkenthetik a fegyverek és felszerelések infravörös sugárzását, megnehezítve az ellenségészlelő rendszerek észlelését stb.

A 21. század technológiai fejlődésének egyik fő iránya az új anyagok kutatása és alkalmazása. Az új anyagokkal kapcsolatos kutatások mélyebb előrelépést jelentenek az anyagok tulajdonságainak emberi megértésében és alkalmazásában.