Надо ли предвидеть появление новых материалов?

Во всем мире научно-технический прогресс определяется развитием машиностроения, электроники, химической промышленности. Эти отрасли требуют применения высококачественных материалов. А их наличие, в свою очередь, зависит от успехов химии, металловедения и других материаловедческих наук. Появление новых материалов следует прогнозировать на 10-20 лет и далее. Иначе устройства, машины и предприятия, проектируемые сегодня, могут устареть еще до того, как войдут в строй.

Разработку новых материалов целесообразно вести на наиболее перспективных, приоритетных направлениях.
Что нового можно ожидать в производстве материалов? Вопрос непростой, и прежде, чем ответить на него, нужно разобраться, какими материалами мы располагаем сейчас.

Развитие техники во всем мире определяется наличием в распоряжении конструкторов материалов, обладающих заданными свойствами и стабильно работающих в экстремальных условиях. А получение таких материалов, в свою очередь, зависит от успехов физики, химии и химической технологии, металловедения и других материаловедческих наук, развитие которых следует прогнозировать на 10-20 лет вперед.

Несмотря на то, что трудно предугадать, какие материалы будут применяться уже в ближайшем будущем, можно предположить, что это будут материалы, обладающие на сегодняшний день рекордными показателями свойств. Поэтому предвидеть направление поиска, исходя из суммы знаний о свойствах материалов не только можно, но и необходимо.

Возможны два пути развития общества – медленный эволюционный и быстрый, скачкообразный, характеризующийся появлением нового качества – революционный. Пооявление новых материалов и технологий их получения, как правило, приводит к развитию общества по революционному пути. Люди старшего поколения помнят, как триумфально ворвались в нашу жизнь полупроводники. Они вызвали ускоренное развитие электроники и отраслей, обслуживающих ее.

Прогресс электронной техники привел к развитию современных автоматизированных систем управления, робототехники, радио и телевидения. И нет сомнений, что еще более революционизирующее влияние на развитие науки техники и всей нашей жизни окажет открытие высокотемпературных сверхпроводящих материалов.

Сейчас трудно назвать отрасль народного хозяйства, которая не предъявила бы повышенного спроса на новые материалы. Проблема выбора оптимальных материалов возникает при создании любой машины, прибора, технологии. Недаром расходы на материалы достигают 50% стоимости готовых машин и механизмов, а в некоторых отраслях, например, в автомобилестроении, и того более. Развитие применения новейших материалов – пластмасс, керамики, композитов – обусловлено улучшением технических параметров, снижением стоимости и массы как деталей и узлов, так и самих машин и механизмов. По существу, возможности новых материалов, применяемых для изготовления деталей конструкций, практически неограниченны.

Новые перспективные материалы влияют буквально на все стороны научно-технического прогресса. Из них изготавливают детали сложнейших устройств, таких как электронные приборы, транспортные средства, космические аппараты, их применяют в медицине, строительстве, химическом машиностроении. Они определяют темпы развития и других отраслей промышленности.

Все звенья научно-технического прогресса связаны между собой, и если потянуть за одно из звеньев, неминуемо будут затронуты и другие. Так, например, изобретение радио вызвало необходимость разработки специальных материалов для радиотехники, что, в свою очередь, стимулировало развитие химии и физики твердого тела, привело к появлению радиоэлектроники телевидения и т.д.

Существует много отраслей, развитие которых сдерживается «материальным» обеспечением. Так, развитие средств связи на основе волоконной оптики напрямую зависит от поглощающих характеристик применяемых стеклянных волокон. Замена традиционных линий электропередач сверхпроводящими позволила бы снизить годовые потери электроэнергии во всем мире на сотни миллиардов киловатт-часов. Успехи врачей-хирургов во многом зависят от наличия биоматериалов для протезирования, не отторгаемых организмом. Такой перечень можно продолжать бесконечно.

Подводя итог сказанному, отметим, что развитие материаловедческих наук далеко не завершено и обещает нам не только создание новых прогрессивных материалов и технологий, но и выход их на более высокий качественный уровень, появление новых сознательных подходов к проблемам получения материалов с наперед заданными свойствами. Все говорит о том, что впереди нас ждет работа на многие годы.

Для решения современных задач ускоренного развития материаловедения и выхода в будущем на передовые рубежи в этой приоритетной области науки и техники требуется, прежде всего, создание мощной опытно-экспериментальной и опытно-конструкторской базы, упрочение ее теоретических основ. Успех научного поиска при разработке материалов новых поколений и реализации высокоэффективных технологий их получения во многом определяются глубиной понимания принципов функционирования материалов и развитием представлений о взаимосвязи состава, структуры и свойств материалов.

автор, источник: Сергей Денисевич, интернет-журнал "ШколаЖизни.ру" Shkolazhizni.ru