新材料
不过正是在制造新材料方面,现代化学工业才最突出地显示出它的力量。我们已经有了一些可以成功地代替天然产品的材料,如人造丝和电木之类的塑料;这个趋势可能变得越来越普遍。理论化学、特别是结构化学和胶体化学的进展,将使人们有可能根据所需要的性质来设计物质的结构。这个过程会像设计建筑物或机器那样直截了当。物质的确是可以加以构造的,不过建造单位是原子或分子,而不是成型材料的块块和条条。不论是为了直接供人们使用还是为了供某种工业生产过程使用,我们需要材料兼具某些特定性能——重量轻、坚韧、有弹性、质地硬、有加热易融性能、电阻性能或耐火性能。一种用途可能需要某一系列性能,另一种用途又可能需要另一系列性能。
例如,用来建造房屋墙壁的材料需要兼具一定的强度、重量轻和有抗热性能。到现在为止,用于这一用途的材料是天然产品和半加工产品的混合物——木料、软木、多孔砖和水泥、石棉等等,其中没有一种同时具有我们需要的所有性能。
不过人们已经在实验室规模上制出了拥有上述所有性能的材料。充气胶体是一种重量仅及水的五十分之一,抗热性能比羊毛强好几倍的材料。制造方法是先以硅酸盐胶体为原料,在保持胶体不萎缩的情况下把水分除掉并代之以空气。要经济地大规模推广这种制造方法可能还需要若干年,但是事情很清楚,采用这种方法就可以制造出供房屋墙壁和房顶使用的理想材料。(https://www.daowen.com)
同样地,现代园艺和未来的农业都需要一种透明材料,既能让可见光通过,也能让红外线及强光通过,价格又便宜,可以用来覆盖大的面积。已经问世的这种材料有双料玻璃纸和人造橡胶,不过重量仍然太大、价格太贵、不能满足所有这些需要;科学研究会再度帮助人们克服这些困难,使农业完全改观、实际上不再依赖气候条件。
迄今我们所需的坚硬和耐熔材料仍然几乎完全依靠天然材料,例如铝石和金刚砂。不过我们开始从现代化学中知道:有很多元素化合物的硬度和熔点可以比地球历史上偶然产生的元素化合物高得多。我们已经有了钨—碳—钴合金(碳化钨),用它来对玻璃进行加工就像对金属加工一样方便。进一步扩大这类材料就会给机械工程实践带来一场彻底的革命。