ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวัสดุใหม่

วัสดุใหม่หมายถึงวัสดุโครงสร้างที่พัฒนาขึ้นใหม่หรืออยู่ระหว่างการพัฒนาซึ่งมีสมรรถนะดีเยี่ยมและเป็นวัสดุที่ใช้งานได้จริงพร้อมคุณสมบัติ วัสดุโครงสร้างส่วนใหญ่ใช้คุณสมบัติทางกล เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว ความแข็ง และความยืดหยุ่น เช่น วัสดุเซรามิกใหม่ โลหะผสมอสัณฐาน (แก้วโลหะ) ฯลฯ วัสดุเชิงหน้าที่ส่วนใหญ่ใช้ฟังก์ชันทางไฟฟ้า แสง อะคูสติก แม่เหล็ก ความร้อน และอื่นๆ และผลกระทบทางกายภาพ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วัสดุใหม่ที่ได้รับการศึกษาและพัฒนาทั่วโลกส่วนใหญ่ประกอบด้วยวัสดุโลหะใหม่ เซรามิกชั้นดี และเส้นใยนำแสง ฯลฯ

ด้วยการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ผู้คนได้พัฒนาวัสดุใหม่โดยใช้วัสดุแบบดั้งเดิมและสอดคล้องกับผลสำเร็จการวิจัยของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสมัยใหม่ วัสดุใหม่แบ่งออกเป็นสี่ประเภทหลักตามส่วนประกอบ ได้แก่ วัสดุโลหะ วัสดุอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะ (เช่น เซรามิก สารกึ่งตัวนำแกลเลียมอาร์เซไนด์ ฯลฯ) วัสดุโพลีเมอร์อินทรีย์ และวัสดุคอมโพสิต วัสดุแบ่งออกเป็นวัสดุโครงสร้างและวัสดุใช้งานตามคุณสมบัติ วัสดุโครงสร้างส่วนใหญ่ใช้คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพของวัสดุเพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพ เช่น ความแข็งแรง ความแข็งแกร่งสูง ความแข็งสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการกัดกร่อน และต้านทานรังสี วัสดุเชิงหน้าที่ส่วนใหญ่ใช้ผลกระทบทางไฟฟ้า แม่เหล็ก เสียง ความร้อนจากแสง และผลกระทบอื่น ๆ ของวัสดุเพื่อให้บรรลุการทำงานบางอย่าง เช่น วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ วัสดุแม่เหล็ก วัสดุไวแสง วัสดุไวต่อความร้อน วัสดุล่องหนและวัสดุการผลิต วัสดุนิวเคลียร์สำหรับระเบิดไฮโดรเจน ฯลฯ วัสดุใหม่มีบทบาทสำคัญในการก่อสร้าง ตัวอย่างเช่น การพัฒนาที่ประสบความสำเร็จของซิลิคอนบริสุทธิ์พิเศษและแกลเลียมอาร์เซไนด์นำไปสู่การกำเนิดของวงจรรวมขนาดใหญ่ เพิ่มความเร็วในการประมวลผลของคอมพิวเตอร์จากหลายแสนครั้งต่อวินาทีเป็นมากกว่าหมื่นล้านครั้งต่อวินาที ทุกๆ 100°C ที่เพิ่มขึ้นในอุณหภูมิการทำงานของวัสดุเครื่องยนต์อากาศยาน แรงขับจะเพิ่มขึ้น 24% วัสดุล่องหนสามารถดูดซับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือลดรังสีอินฟราเรดของอาวุธและอุปกรณ์ ทำให้ระบบตรวจจับศัตรูตรวจจับได้ยาก เป็นต้น

ทิศทางหลักประการหนึ่งของการพัฒนาเทคโนโลยีในศตวรรษที่ 21 คือการวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุใหม่ การวิจัยเกี่ยวกับวัสดุใหม่แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นในการทำความเข้าใจและการประยุกต์ใช้คุณสมบัติของสารต่างๆ ของมนุษยชาติ