مقدمه ای بر مواد جدید

مواد جدید به مواد ساختاری جدید توسعه یافته یا در حال توسعه با عملکرد عالی و مواد کاربردی با خواص اطلاق می شود. مصالح سازه ای عمدتاً از خواص مکانیکی خود مانند استحکام، چقرمگی، سختی و کشسانی استفاده می کنند. مانند مواد سرامیکی جدید، آلیاژهای آمورف (شیشه فلزی) و غیره. مواد کاربردی عمدتاً از عملکردهای الکتریکی، نوری، صوتی، مغناطیسی، حرارتی و سایر عملکردها و اثرات فیزیکی خود استفاده می کنند. در سال های اخیر، مواد جدید مورد مطالعه و توسعه در سراسر جهان عمدتاً شامل مواد فلزی جدید، سرامیک های ظریف و فیبرهای نوری و غیره است.

با پیشرفت علم و فناوری، مردم مواد جدیدی را بر اساس مواد سنتی و مطابق با دستاوردهای تحقیقاتی علم و فناوری مدرن تولید کردند. مواد جدید بر اساس اجزای خود به چهار دسته عمده طبقه بندی می شوند: مواد فلزی، مواد غیر فلزی غیر آلی (مانند سرامیک، نیمه هادی های گالیم آرسنید و غیره)، مواد پلیمری آلی و مواد کامپوزیتی. مواد با توجه به خواص آنها به مواد ساختاری و مواد کاربردی طبقه بندی می شوند. مصالح ساختاری عمدتاً از خواص مکانیکی و فیزیکی مواد برای برآوردن الزامات عملکرد مانند استحکام، سختی بالا، سختی بالا، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر تشعشع استفاده می کنند. مواد کاربردی عمدتاً از اثرات الکتریکی، مغناطیسی، صوتی، فتوترمال و سایر مواد برای دستیابی به عملکردهای خاصی مانند مواد نیمه هادی، مواد مغناطیسی، مواد حساس به نور، مواد حساس به حرارت، مواد مخفی کاری و مواد ساخت، مواد هسته ای برای بمب های هیدروژنی و غیره استفاده می کنند. مواد جدید نقش مهمی در ساخت و ساز دارند. به عنوان مثال، توسعه موفقیت آمیز سیلیکون فوق خالص و آرسنید گالیم منجر به تولد مدارهای مجتمع در مقیاس بزرگ شد و سرعت محاسبات رایانه ها را از چند صد هزار بار در ثانیه به بیش از ده میلیارد بار در ثانیه افزایش داد. به ازای هر 100 درجه افزایش در دمای کار مواد موتورهای هوایی، رانش می تواند 24٪ افزایش یابد. مواد پنهانکار می توانند امواج الکترومغناطیسی را جذب کنند یا تشعشعات مادون قرمز سلاح ها و تجهیزات را کاهش دهند و تشخیص آنها را برای سیستم های تشخیص دشمن و غیره دشوار کنند.

یکی از مسیرهای اصلی توسعه فناوری در قرن بیست و یکم، تحقیق و استفاده از مواد جدید است. تحقیقات بر روی مواد جدید نشان دهنده پیشرفت عمیق تری در درک و کاربرد بشر از خواص مواد است.