化学与社会笔记

精品文库化学与社会分为：化学发展简史、元素、传统能源与新能源、大气环境、水和水溶液、化学电池、材料、药物与化学、营养与健康9个部分，其中营养与健康因其内容与生物化学和营养学有极大的相关性，故所记较少。一、化学史1、起源西方：三个阶段，实用技术阶段，近代化学阶段和现代化学阶段。从公元前3000多年开始，以17世纪中叶1661年和19世纪中叶为分界点。中国：19世纪末直接进入现代化学阶段。我国古代多为铅钡玻璃：烧结温度低，不耐高温，不耐骤冷骤热，透明度低，只能做装饰品。西方多为钠钙玻璃。玻璃别称：璎琳琅开、琉琳、流离、玻璃、瑁璃、璧琉璃、药玉、硝子、料器等。宋代以后，以低温彩釉陶作的砖瓦称之为“琉璃”或“琉璃瓦”，才把玻璃和琉璃逐渐分开。直到清代康熙年间的宫廷内务府造办处，把制造琉璃瓦的地方称“琉璃厂”，而制造玻璃的称“玻璃厂”，从而分开称呼”。秦汉到魏晋南北朝炼丹术兴起，唐达顶峰（唐皇服丹死者6），唐至明清逐渐没落（唐朝：服食金丹以求长生，迷信金丹大药；宋朝：崇道是为了达到“保国安民”政治目的，道教得势，道士得授官职；南宋末年至元朝：外丹黄白术等趋于没落）炼金术的理念炼金术的理念金石自然进化论土宿真君本草。五石散：石钟乳（碳酸钙）、紫石英（氟化钙）、白石英（二氧化硅）、赤石脂（硅铝酸盐，和土壤相似，颜色由杂志铁产生）、石硫磺（硫）。狐刚子，东汉末年炼丹家，以“吹灰法”冶炼贵金属，以干馏法制硫酸，“密闭抽汞法”制水银。魏翱，字伯阳，道号云牙子，公元22世纪左右东汉著名炼丹家，所著周易参同契是现存世界讨论炼丹术的最早文献，曾被英译。葛洪(公元284364或343)，晋朝人，道教名家，别号抱朴子，著有抱朴子(内篇，外篇)等传世之作，集汉魏炼丹术之大成。书中云“丹砂烧之成水银，积变，又还成丹砂”，“以曾青涂铁，铁赤色如铜”等。西方化学起源于希腊，经埃及，公元640年阿拉伯帝国占领埃及，公元1441年阿拉伯炼金著作在西班牙被翻译为拉丁文传至欧洲。2、近代化学1661年年英国化学家R.Boyle(16271691)发表了“怀疑派化学家”第一第一篇区分化学家和炼金术士的著作。1680年被选为英国皇家学会主席，恩格斯对他给予了高度评价，指出“玻意耳把化学确定为科学”。其主要贡献在于：将化学确定为科学、给元素下了一个清楚的定义、他将严密的实验方法引入了化学研究中燃素说奠基人：英国贝歇尔、德国斯塔尔（明确提出燃素说）。卡尔卡尔威廉威廉勒舍勒舍勒(1742-1786):发现氯气，是氧气的最早发现者，命名为“火气。拉瓦锡(1743-1794)，法国化学家，写有化学基础论，拥有当时最好的私人实验室，13000只烧杯，提出质量守恒定律，发现氧化燃烧原理，在化学研究中采用定量方法，使用天平、明确提出“反燃素学说”、与其他人一起发表化学命名法，陨于法国大革命。约翰约翰道尔顿道尔顿(nJohnDalton，17661844)，英国皇家科学院成员，提出气体分压定律，创立原子学说，代表作为1808年发表的：化学哲学的新体系。此后大批科学家纷纷投入到原子量的测定中，推动了化学学科的迅速发展。汉弗莱戴维17781829，曾任英国皇家学会会长，发明了电解技术，借此发现钾、钠、锶等元素，发现笑气有麻醉作用。约瑟夫路易盖-吕萨克JosephLouisGay-Lussac(17781850)，法国下院、院上院议员，盖提出盖吕萨克定律，发明了碱金属钾、备方钠等的新制备方法，发现硼、氯、碘等新元素。阿佛加德罗(A.AmedeoAvogadro17761856)，利化意大利化学家，引入了“分子”概，的概念，研究了测定原子量和分子量的方阿加德定法，提出阿佛加德罗定律。J.贝采利乌斯(17791848)瑞典化学家、男爵。首先提出了丁名称的开用化学元素拉丁文名称的开作符头字母作为化学元素符号，发硒、硅、钍、铈等元素。与约翰安道尔顿、安托万拉瓦锡一起被认为是之现代化学之父。1865年,英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按原子量大小的顺序进行排列，是最先进行此项工作的人，并提出“八音率”。门捷列夫1869年发表了元周律素周期律功测，并成功预测15以的未元纪种以上的未知元素，为纪他卓作念他的卓越工作，第101号新元素命名为Mendelevium，即“钔”。德国化学家1868年编制出元年编制出元素周期表。3、现代化学安东尼亨利贝克勒尔（1852-1908），法国人，法国科学院院士，1896年，通过铀盐的实验发现放射性现象，被授予诺贝尔物理学奖。1898年，玛丽居里与丈夫皮埃尔合作，发现岩石的放射作用，并发现钋和铀；1899年，居里夫人提出假设：放射性的原子是不稳定的，蜕变时放出能量。1903年居里夫妇与贝克勒尔同获诺贝尔物理学奖。欧内斯特卢瑟福，1871-1937，汤姆森的研究生，曾任卡文迪许实验室主任，英国皇家学会主席，重要成就：放射性的研究、根据粒子散射实验现象提出原子核式结构模型、发现质子等。尼尔斯亨利克大卫玻尔（18851962)丹麦人，提出了原子的电子分层排布模型，即玻尔理论，创立了哥本哈根学派。路易维克多德布罗意(1892-1987)，法国物理学家，1924年将运动着的电子与波联系起来。埃尔温薛定谔(1887-1961)，奥地利物理学家，1926年提年提出薛定谔方程。二、元素1、古代元素起源说公元4-5世纪大约是我国春秋战国时代，在古希腊出现四元素说萌芽，恩培多克勒认为，水火气土是事物的四根，依靠吸引与排斥彼此相互结合和分离。柏拉图最早提出了元素一词，其学生亚里士多德对四元素说进行了进一步阐释，他认为：物质的基本性质是冷热湿干，成对组合就得出水火气土四种元素。随着希腊学说传入欧洲，亚里士多德的元素说在很大程度从上影响中世纪欧洲的炼金术思想。我国古代的元素起源学说又可称为阴阳五行学说，阴阳观点可以追溯到上古三代，是对自然界各种对立而又和谐的事物朴素而直观的认知和体悟。春秋末期道教学派创始人老子明确提出阴阳的哲学观点。五行的文字记载，最早出现于西周的尚书洪范一篇中。2、现代元素起源说137亿年前，宇宙大爆炸，3秒钟，温度降到109K时，氢氦原子核素形成，3分钟过后，宇宙的基本框架形成，30万年后（38万年），中性原子原子出现，宇宙放晴，穿越宇宙的第一束光线出现，背景辐射出现，之后恒星、星系开始出现，50亿年后，银河系卡死演化，100亿年后太阳系开始形成。2g氢原子聚变放出的热量（五亿四千万千焦）相当于20吨标准煤燃烧，太阳每秒消耗6亿吨氢，转化出5.96亿吨氦。最大的恒星是100个太阳，若再大就会因核反应过猛而解体，8倍太阳质量的恒星就可维持聚变，形成多层聚变空间，使恒星膨胀，当核聚变生成铁元素后就不在放出能量了，于是就不能继续维持恒星的膨胀，发生恒星的坍塌，也即超新星爆炸，在这个瞬间，宇宙中所有元素全部产生，生成重核的过程又称为快过程（慢过程：较轻的核经过较长的时间俘获其它粒子，从而生成重元素的过程。慢过程生成铁后元素与古人提出的金石进化论相似）。3、元素的发现中国古代发现并利用的元素有9种，其中金属7种（金银铜铁锡铅汞），非金属元素2种（碳和硫）。金，光明，绝大多数为单质，1g金可产4000米金丝；银，明亮，天然银多半是和金、汞、锑、铜或铂成合金。琥珀金是一种天然的金、银合金，含银约20，硫化银即为辉银矿；木炭还原法制得的铜称红铜，红铜质软且溶液粘稠，流动性差，所以难以浇铸出造型复杂的大件，黄铜矿是 一种铜铁硫化物矿物。常含微量的金、银，辉铜矿大部分是原生硫化物氧化分解再经还原作用而成的次生矿物主要成分硫化铜，蓝铜矿是一种碱性铜碳酸盐矿物，也叫石青；在自然界中没有单质状态的锡存在，几乎都以锡石石(SnO2)的形式存在，锡的熔点231.89炼锡比炼铜、铁都容易；自然界中没有铅单质的存，主要矿石是方铅矿（硫化铅）。硫化汞颜色为红色时称朱砂，颜色为黑色时称辰砂（鸡血石中主要成分即为硫化汞，受热不稳定，容易变黑）。技术和方法对新元素的发现起了非常关键的作用：天平（推动化学研究走向了定量研究的道路）、电解。通过定量分析到1729年拉瓦锡的元素表上有23种元素，通过电解到1829年戴维去世时53种，到1844年钌被发现后发现的元素57种，此后10多年未发现新的元素。18581859年罗伯特威廉本生与基尔霍夫把直筒望远镜和三菱镜连在一起制作了第一台光谱分析仪，可辨别焰色反应，他们发现了铯（拉丁文中的意思是蔚蓝的天空，分析浓缩矿泉水的焰色反应，发现两条蓝色光谱）。第一个人工合成的元素是锝1937年，现在发现的元素118种，存在于自然界的90种，另外的28种均为人工合成。118号元素UUo，伯克利实验室1999年报道，2006年承认，惰性气体，原子量293，半衰期12毫秒，但未被正式命名。三、传统能源与新能源世界能源专家，剑桥能源创始人，普利策记实文学奖获得者丹尼尔耶金在能源重塑世界中“能源的利用是的我们今天的一切成为可能”火力发电总效率=发电厂效率（0.6）沸腾器效率（0.9）涡轮机效率（0.75）发电机效率（0.95）输电线效率（0.9）家用电器效率（0.98）= 0.341g木材发出的热量14千焦耳，1g煤放出的热量30千焦耳，1g石油48千焦耳，1g乙硼烷78千焦耳煤是由有机物和无机物组成的混合物，主要化学组成为： 学组成为：C135H96O9NS ，此外还含有少量的Si、Na、Ca、Al、Ni、Cu、Zn等。洁净煤技术是指煤炭开发和利用过程中，旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化等一系列新技术的总称。轻砂压裂开采页岩天然气。莉泽迈特那，出生于奥地利，发现种子作用下铀裂变现象，被誉为“原子弹之母”。为表纪念，将109号元素命名为钅麦，它的化学符号是Mt，人工合成的第六个超锕系元素。1g铀裂变放出的能量约107千焦。四、大气环境空气分子在高压或强射线的作用下被电离所产生的自由电子大部分被氧气所获得。因而，获得1个或1个以上的电子。带负电荷的氧气离子被称为“负氧离子”。负氧离子被誉为“空气维生素”，能够通过人的神经系统及血液循环对人的机体生理活动产生影响。中午浓度最高在洁净空气中的寿命有几分钟而在灰尘中只有几秒钟世界卫生组织规定每立方厘米清新空气中该离子不能少于1000至1500个。1951年9月，美国Haggen Smit教授提出光化学烟雾是碳氢化合物和氮氧化合物在光照下发生光化学反应后，反应物和产物的混合物所形成的烟雾。光化学污染伴随臭氧浓度的升高。碳氢化合物被氧化，生成醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等，PAN对人的呼吸道和眼对人的呼吸道和眼睛都有刺激作用。一般将臭氧和PAN作为光化学污染的指标。PM10微米时，称为降尘。粉尘颗粒小，比表面积大，化学反应活性高，易吸附重金属和有机污染物。空气污染指数 (Air pollution index)，二氧化硫、二氧化氮、PM10、一氧化碳、臭氧，2013年用环境空气质量指数（AQI）代替API 。五、水和水溶液酸雨的危害：硫酸微滴凝结在一起形成大液滴，在形成颗粒尺寸约为颗粒尺寸约为1m的气溶胶。这些硫酸颗粒散射阳光，使能见度降低。同时由于稳定好，所以可以顺风飘走，在较大范围内形成阴霾。气溶胶颗粒可能是 硫酸、硫酸铵和硫酸氢铵的混合物。PH:西红柿约为4.5，酸奶约为4，苹果约为3.3，醋约2.5，可乐2.6 。硬水的影响：降低水的口感；加快设备和管道中固体的沉积；洗涤衣物时残留浮渣；增加岁水处理成本。“硬水”含高浓度溶解的钙镁离子，它们以可溶性的氯化物、碳酸氢盐、硫酸盐等形式存在。水的硬度常以碳酸钙质量的ppm来表示，硬度10ppm表示1L水中的Ca2+可以形成10mgCaCO3。常用测量水硬度的方法是采用Ca2+与EDTA(乙二胺四乙酸)的二钠盐反应。形成沉淀可采用加入Na2CO3、硼砂、磷酸钠等沉淀剂。阳离子交换法可使用沸石、阳离子树脂等用Na+、H+取代Ca2+、Mg2+。在水体中，当氟含量大于1.0mg/L时，称为氟超标，也称高氟水。形成氟斑牙，俗称“黄牙；对骨骼损害，导致骨关节变形，氟骨症；氟中毒，表现为神经系统、肾脏、内分泌、肌肉等损害。Pb2+的来源：连接或密封水管的材料含有铅、水箱的接缝用含铅材料焊接、部分水质污染。人体血铅含量100g/L时，相对安全，100-199g/L时血红素代谢受影响，神经传导速度下降，200-499g/L时，铁锌钙代谢受影响，会出现缺乏症状，血红蛋白合成障碍，儿童免疫力低下，学习困难，注意力不集中，智商水平下降或生长迟缓等症状。铅造成永久性神经问题，造成智力迟钝和多动；在骨骼和大脑中聚集，不会转化成无毒物质。用含镉 0.04mg/L的水进行灌溉，土壤和稻米就会受到严重污染。我国规定的生产场所氧化镉最高容许浓度为0.1mg/m3。镉积存在肾脏，损伤肾小管，使骨骼的代谢受阻，造成骨质疏松、萎缩、变形。痛痛病。调整产业结构:占地运“物耗少、能源少、占地少、污染少、运技集程度加高量少、技术密集程度高及附加值高”。推行洁生推行清洁生产、节水减污、实行污染物排放总量控制、加强工业废水处理。六、化学电池电池狭义的定义是把自身储存的化学能转化为电能的装置；广义上的定义是指将机械能以外的能量转成电能的装置。静电存储器莱顿瓶：莱顿大学教授马森布罗特1746年发明。由两层筒状锡箔组成，瓶口上端接一个球形电极，下端利用导体（通常是金属链）与内侧金属箔连接。充电方式是将电极接上静电产生器，外部金属箔接地；内部与外部的金属将会携带相等但极性相反的电荷。促进第一个化学电池的诞生：1786年意大利解剖学家伽伐尼发现不同材质的金属器械触碰青蛙腿时产生抽搐，其认为是生物电，但伏特不同意，经过研究，伏特与1799年制作出伏特点堆，他把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是，他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片，平叠起来。用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。1836年，英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良。他使用稀硫酸作电解液，解决了电池极化问题，制造出第一个不极化，能保持平衡电流的锌铜电池，又称“丹尼尔电池”。电极电势用符号E(氧化型|还原型)表示，单位是V。标准状态下的电极电势用符号E( 氧化型 / 还原型 )表示。标准氢电极：氢气压强100千帕，铂（黑）做电极，其电极的电势力为0V。原电池的电动势指的是构成原电池的两个电极间的最大电势差，由于单个电极的电势绝对值无法确定，因此选取标准氢电极作为比较的基准，称之为参比电极。在实际测定中常采用电极电势比较稳定、可靠、使用方便的甘汞电极（氯化亚汞，根据氯化钾的浓度分饱和甘汞电极0.215伏和标准甘汞电极）作为比较电极。一次性电池：伏打电池、锌铜电池、碳锌电池、镁锰电池、锌空气电、氢氧电池、水银电池（锌汞电池）、氧化银电池、锂电池（锂二氧化锰电池松下公司研制1976年，并首先在计算器上使用、锂亚硫酰氯电池，用金属锂做负极，具有电压高、能量密度大，使用寿命长等特点，最早的锂电池是爱迪生发明的，）。二次电池（可充电电池）：铅酸蓄电池（1859年一次电池还处在湿电池时代时，法国人普兰特就发明了铅酸蓄电池）、镍镉电池（1899年瑞典人琼勒发明了镍镉电池，氧化高镍和金属镉反应，1947年密封型研制成功，寿命长充放电2000-4000次，电池结构牢固，耐冲击，耐振动，性能稳定，但其缺陷很明显，含有重金属镉，还存在记忆效应问题）、镍铁电池、镍氢电池（斯坦福沃弗辛斯基对镍镉电池做出改进，生前有近400项专利，其中著名的有薄膜光电、太阳能电池板、镍氢电池，被誉为太阳能光伏之父，除造价高之外，其电量储备较镍镉电池多30%，重量更轻，使用寿命更长，对环境无污染）、锂离子电池（20世纪90年代出现，日本索尼公司发明，以锂-碳层间化合物为负极，以含锂化合物为正极，在充放电过程中只有锂离子的嵌入和脱离，又称摇椅电池，锂离子电池工作电压高、是镍镉、镍氢电池的3倍，体积比镍氢电池小30%，重量比镍氢电池小50%，比能量是镍镉电池的2-3倍，镍氢电池的1-2倍，不存在记忆效应，自放电小，能长时间存放而不变质，可快速充电，但其寿命很短，不超过3年，同时在使用中易出现过热或高温情况，且不能过充过放，根据锂离子电池所用材不电解质材料不同，可分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池）、磷酸铁锂电池、全钒氧化还原液流电池。电池类型：干（液体电池）、浓差电池、燃料电池、核燃料电池、飞轮电池、储备电池：海水激活Mg-AgCl电池和电解质激活Zn-Ag2O电池等。法国工程师乔治勒克朗谢发明的电池是干电池的前身。1887年荷兰化学家卡尔加斯纳对勒克朗谢电池进行了一些改进，把氯化铵与熟石膏混在一起从而使电解液变成糊状，用锌铜取代锌棒，把电池封装起来，并申请了专利。七、材料材料 (material) ：经过某种加工后具有一定组成、结构和性能，适合于某种用途的物质从组成上可分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等。人类使用材料的历史就是人类社会的发展史当材料内部的原子排列处于无规则状态时，为非晶态材料。 非晶态合金，又称金属玻璃，是指没有原子三维周期性排列的合金固体。制备非晶态合金的方法很多，大致可分为骤冷法、化学还原法和沉积法等。骤冷法:例如：将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度 的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间将1300的钢水降到200以下，形成非晶态材料。航空铝材： 铝锂合金与传统铝合金相比，制造波音飞机，重量可以减轻14.6，燃料节省5.4，飞机成本将下降2.1,每架飞机每年的飞行费用将降低2.2 。形状记忆合金：具有一定起始形状，经形变并固定成另一种形状后，通过 热、光和电等物理刺激或化学刺激 处理又可以恢复初始形状的现象。形状记忆合金随温度的变化会产生可逆性晶体结构变化,从而产生形状记忆效应。金属腐蚀按腐蚀形态分：均匀腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、选择性腐蚀和磨损腐蚀。按腐蚀环境分：化学介质腐蚀、大气介质腐蚀、海水介质腐蚀和土壤腐蚀。按腐蚀过程分：化学腐蚀和电化学腐蚀。保护层法：金属保护层：如电镀、化学镀、浸镀、喷镀、真等渗镀等；非金属保护层：如涂料、塑料、搪瓷、橡胶等；化学方法生成的保护层：磷化膜、发蓝等。传统的无机非金属材料：水泥和其它胶凝材料(如石灰、石膏)、陶瓷、耐火材料、玻璃(硅酸盐、硼酸盐及氧化物等)、搪瓷、铸石、研磨材料(氧化硅、氧化铝、碳化硅等)、多孔材料(沸石分子筛等)、碳素材料(石墨、焦炭、碳纳米管等)、非金属矿(粘土、石棉、大理石、水晶、金刚石等)。分子筛是多孔材料的一种，传统硅铝骨架的分子筛称沸，沸石分子筛。1756瑞典科学家A.F.Cronstedt将一种矿物进行焙烧时发现有气泡产生，类似于液体的沸腾现象，因此将其命名为“沸石”。后来人们发现沸石是自然界中广泛存在的一类矿物，其结构有多种多样。迄今为止，已经有40余种天然沸石结构发被发现。但是经国际沸石学会认定并命名的天然沸石结构不还不及30种。沸石分子筛基本结构单元为硅氧四面体和铝氧体四面体。分子筛骨架中的硅和铝也可以被其它元素取代，生成结构多样的杂原子分子筛和具有新颖骨架结构的分子筛，在结构化学中具有重要意义。沸石分子筛具有较好的催化性、水热稳定性、较高的抗腐蚀性等优点，被广泛的应用于石油加工、精细化工等催化领域。为平衡骨架负电荷，Na+、K+和其它金属离子被引入骨架，从而使沸石分子筛表现优异的离子交和附性换和吸附性能。ZSM5石化行业沸石分子筛，3A沸石石油化工鼻必须的干燥剂，4A沸石无磷洗涤剂的助剂，代替三聚磷酸钠。碳材料：在学术界，一般认为金刚石、石墨、碳笼原子簇、线型碳是碳的几种同素异形体。目前C60的合成法主要可分为两种：石墨气化法：电弧放电法气化石墨，每小时可气化10g，产物是一种黑色粉末，是C60和C70的混合物。纯碳燃烧法：在573673K真空中加热特制的炭黑，收集蒸气凝结成的固体，制得得C60和C70。C60具有非线性光学性质，随着光强不同，它对入射光的折射方向也发生改变。C70能把普通光转化成强偏振光，因此C70有可能用作三维光学电脑开关，可能用于光纤通讯。某些水溶性C60衍生物具有生物活性。二氨基二酸二苯基二苯基C60具有抑制人体免疫缺损病毒酶HIVP的的功效，因此有可能从富勒烯衍生物中开发出一种治疗艾滋病的新药。日本NEC公司的科学家饭岛澄男发现碳纳米管，管按其所含有的石墨层数不同可分为单壁碳纳米管（SWNTs）和多壁碳纳米管（MWNTs）。高强度碳纤维：理论计算表明，纳米碳管的抗张强度比钢高100倍，但重量只有钢的六分之一。其长度是直径的几千倍，5万个并排起来才有人的一根头发那么宽，因而号称“超级纤维”。纳米电子器件：例如我国利用碳纳米管研制出新一代显示器。这种显示器不仅体积小、重量轻、省电、显示质量好，而且响应时间仅为几微秒，从-4585都能正常工作。1968年，前西德科学家在Riss火山口的石墨片麻岩中发现了与石墨层交替出现的薄膜线型碳，后来又在含碳球粒陨石和星际粉尘中发现了多种结晶形态的线型碳。理论上预言线型碳可能是一种室温超导体及超强纤维材料。合成的线型碳多为黑色的无定形态，不溶于任何已知的有机及无机溶剂，结晶线型碳的硬度比石墨大。新型的无机非金属材料：绝缘材料氧化铝、氧化铍、微晶玻璃等；铁电和压电材料钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等；磁性材料锰锌、镍锌、锰镁等铁氧体、磁记录和磁泡材料等；导体陶瓷：钠、锂、氧离子的快离子导体等；半导体陶瓷：氧化锌、氧化锡等过渡金属元素氧化物；光学材料：钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石英系或多组分玻璃的光导纤维等；超硬材料碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等；生物陶瓷长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体材料。光导纤维：光导纤维具有量信息容量大、重量轻、占用空间小、抗电磁干扰强等优点。在农业、国防、医疗、电视、传真、电话、科研等方面都有广泛的用途。高温结构陶瓷除瓷除Si3N4外，还有SiC、ZrO2、Al2O3等。碳化硅硅SiC（金刚砂），是稳定的原子晶体。具有高的热传导能力、硬度大、熔点高、比重小，有较高的强度和较好的热稳定性，与各种酸都不起作用，其抗氧化性能在高达达1550时仍很优良。昂内斯，荷兰低温物理学家，1908年成功液化了氦气，1901年发现温度降到4.2K时，汞的电阻突然降为零，获诺贝尔物理学奖。迈斯纳效应：处于超导态的超导体内部的磁感应强度总是零，即磁力线被“排斥”在超导体外面，1933年法国发现。1983年缪勒和柏德诺兹合作进行超导研究，三后年后发现了钡镧铜氧体系高温超导化合物。这一研成果导致了多种液氮温区高温超导体材料的出现，他们获得1987年诺贝尔物理学奖。合成高分子材料主要包括：塑料、橡胶与纤维素，其中塑料占总量的80% 。高分子又称大分子，一般是指分子量大于104，链长度在103105，甚至更大的分子。高分子具有重复链节结构这一概念，是施陶丁格(1881-1965)在20年代初提出的，直到30年代初初，通过了多次实践这一概念才被广泛承认。从飞的而使高分子有飞跃的发展。1953年诺贝化奖。聚乙烯PE聚丙烯PP丙纶常见的塑料；聚氯乙烯PVC氯纶，做雨衣、硬水管、电线塑料外壳；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，ABS树脂，高冲击性、耐高热、阻燃剂等；聚对苯二甲酸乙二酯PET涤纶；聚氨基甲酸酯纤维PU氨纶，莱卡几乎成为其代名词；聚酰胺纤维PA棉纶或尼龙；尿素和甲醛缩聚的脲醛树脂，受热不软化，有绝缘性，做插头和炊具把手。莫代尔(Modal)是一种高湿模量粘胶纤维的纤维维素再生纤维，该纤维的原料采用云杉、榉木制成的木浆粕，通过专门的纺丝工艺加工成纤维。产品原该产品原料全部为天然材料。生成企业有奥地利兰精公司，唐山三友集团兴达化纤有限公司2010年年9月在国内首家研制成功。胶黏剂：如环氧树脂胶粘剂对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度；聚氨酯胶粘剂主要应用于制鞋、包装、汽车、磁性记录材料等领域。链型高分子：链之间的结合是分子间力，例如：聚乙烯、尼龙，具有弹性和可塑性，可反复加工。体型高分子：链之间有共价键连接，热固性聚合物硫化橡胶、离子交换树脂，弹性和热固性较小，硬度和脆性较大，一次加工成型后不在融化。高分子链的柔顺性：高分子链中含有很多的单键，这些单键均可作内旋转，从而使高分子链很容易卷曲成各种不同形状。主链结构全部由单键组成时，性柔顺性好，属于柔顺链；主链有孤立双键时，柔顺性比不含双键时更好，如聚异戊二烯橡胶。主链上有一定数量的芳杂环时，由于芳杂环不能内旋转，链的柔顺性很差，如聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）。含共轭双键具有极大的刚性。侧基极性越大，柔顺性越差，侧基越大柔顺性越差，对称性好，柔顺性好。高分子长链是曲折的蜷曲形。有规则的蜷曲(折叠)形成晶态，无规则的蜷曲形成非晶态。如果聚合物的结晶程度比较高，产品就会更坚硬结实，但可塑性差反之亦然。聚合物结晶度越大机械性能越好。复合材料：第一代1940-1960，玻璃纤维增强塑料；第二代1960-1980先进复合材料，碳纤维、开芙拉-49，1975年“碳纤维增强及开芙拉纤维增强环氧树脂符合材料”用于飞机、火箭的主承力件上。第三代1980-1990碳纤维增强金属基复合材料，以铝基复合材料的应用最为广泛。第四代1990- 主要发展多功能复合材料和梯度复合材料等。八、药物与化学药物化学：有关发现或设计具有疗效的新化学品并将其发展成有用的药物的科学。公元前四世纪，古希腊希波克拉底发现柳树皮在水中煮沸的茶，可以缓解发热、疼痛和发炎的症状。后来提炼出的黄色针状晶体，命名为水杨酸（邻羟基苯甲酸，18世纪前被广泛用于治疗各种疾病，但其对胃部刺激非常严重）。1859年德国化学家科尔贝用苯酚合成水杨酸。1897年，德国人菲利克斯霍夫曼利用乙酸酯化反应用将其改进为2-乙酰氧基苯甲酸，并被德国拜耳公司市场化，即为阿司匹林，俗名乙酰水杨酸。其副作用为恶心、呕吐、腹痛、耳鸣、吐血、尿血、气短等，但相对来讲比较轻微。阿司匹林的做药作用是阻断环氧酶（COX）的作用，同时抑制淋巴细胞活力，起到抗炎作用。COX-1是正常的细胞组成蛋白，参与血小板聚集、胃粘液分泌等的调解，有保护胃肠粘膜的功能。COX-2是诱导性，在炎症时被诱导增加，促进PG的生成。COX的作用是催化合成前列腺素（PG），PG的作用为：造成发烧和肿胀；提高疼痛感觉的敏感度；阻止血管透析；调节胃酸和粘液的分泌；协助肾功能。故阿司匹林的作用为抑制疼痛、退烧、消肿、减轻炎症，同时，由于其是脂溶性的，可以进入细胞膜，故又可软化血管，降低中风和心脏病的风险，还可降低一些癌症发病的概率。阿司匹林等非甾体抗炎药物（ASNIDs）对炎症有效治疗作用源于其对COX-2的抑制。而胃肠道穿孔、溃疡、出血等不良反应则归于对COX-1的抑制。自1897年阿司匹林首次合成后，100多年先后有百余种药物被合成，其中有对乙酰氨基酚（泰诺或扑热息痛）、布洛芬、罗非昔布等，其作用主要有抗炎、抗风湿、止痛、退热和坑凝血等，在临床上广泛用于骨痛性关节炎、类风湿性关节炎多种发热和各种疼痛症状的缓解。泰诺阻断COX酶，但不作用淋巴细胞，仅退烧但不抗炎；布洛芬是比阿司匹林更好的止痛药和退烧药，副作用更小，抗炎活性是阿司匹林的550倍。1992年COX-2晶体结构被确定，所以90年代后期出现许多作用于COX-2的新