材料化学工程应用方法及发展趋势

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摘要：社会经济的高效化发展，加快了材料化学工程的建设进程，并使其成为社会发展阶段的重要组成部分，在地球资源开采程度日益提高的过程中，为了确保新能源能够得到有效开发和合理利用，需要对材料化学工程的建设予以高度重视，为能源开发作业提供更加多样的选择，以提高能源使用效率为主要目的，明确掌握材料化学工程的应用和发展趋势，并加大对化学工程的研究和投入力度，为材料化学工程的可持续发展奠定有力基础。文章主要介绍了材料化学工程的相关内容及应用方法，并深入探讨了材料化学工程的具体应用及发展趋势，以供相关研究人员参考。

关键词：材料化学工程；生态环境；能源资源

1材料化学工程的相关内容及应用方法

在社会经济高效化发展的过程中，工业产业的革新进程不断加快，同时也凸显出了严重的环境污染问题。为了确保节能减排发展道路能够与可持续发展理念之间保持高度融合，需要针对材料化学工程的实际情况进行分析，从而为其提供合理的规划方案。社会进步、经济增长以及科技发展对大众的日常生活有着直接影响，为了严格地遵循可持续发展理念，需要积极对新型的材料资源予以开发，将膜过程、吸附过程、催化过程等内容作为主要的研究对象，以新材料开发为基础单元，从而打造更加完善的材料设计与应用流程，进一步实现对材料化学工程实施过程的优化与完善，采取更加先进的设计理论和研究方法，为材料化学工程的长久化发展奠定有力基础。在工业产业发展的过程中，面临环境污染和能源枯竭等方面的问题，需要加大对材料化学工程的研究力度，避免此类问题对社会经济发展造成严重影响[1]。不仅如此，在开发材料化学工程的过程中，还能够积极地引入新型能源资源，并为工业产业的发展模式予以优化和完善，为可持续发展理念的融入提供有力保障。由于材料化学工程实际所涉及范围普遍较广，所涵盖的项目种类具有多样化的特点，材料的形态具有较大的差异，在科学技术水平不断提升的过程中，对于以独立化为主的材料而言，逐渐形成了相互结合的模式，且不同的材料在融合的过程中呈现出密切化的特点[2]。在新型材料与化学过程相互融合的过程中，还需要对产品的生产条件予以综合考虑，对产业的生产结构加以调整，在逐步降低能源资源损耗总量的同时，及时解决环境污染问题。除此之外，还可以针对相关制备工艺、材料微结构及材料性能等方面的内容进行研究，为新型材料的制备奠定有力基础，从而实现不同材料的相互转变，利用先进的化工理论开展材料制作工序。

2材料化学工程的具体应用

2.1纳米材料

热力性能、电磁效应、光学特性等都属于纳米材料的特殊性质，不仅可以将其融入光电行业领域的发展过程中，还可以将其作为新型的材料进行使用，在提高材料利用效率的基础上，为光热转换等方面的工序提供了支持。纳米材料的尺寸在大多数情况下位于0.1～100nm的范围，且此类材料的外形相对较小，材料结构具有独特性质，在使用的过程中还能够彰显出小尺寸效应等方面的特点[3]。为此，纳米材料本身能够彰显出表面效应和界面效应两种不同的效应类型，并且与普通类型和常规类型的材料之间有着本质上的不同，相较于常规材料，纳米材料的使用性能更加优质，从而在材料化学工程的发展过程中具有重要的应用价值。另外，在纳米技术的支撑作用下，使电池、塑料及油漆生产行业获得了良好的发展成效，为纳米技术的推广和应用奠定了有力基础，充分彰显出了纳米技术在多行业领域中的实用价值。不仅如此，还可以将纳米材料应用于医学和生物等行业领域。首先，在医学领域中，将药物制作成为纳米尺度，可以对肿瘤药物分子进行加载，并采用特殊的分子载体，使其能够充分地识别特殊类型的细胞，例如肿瘤细胞等，并将化疗等药物分子融入靶向细胞当中，发挥出化疗药物分子的直接作用[4]。其次，还可以将纳米技术融入新型能源等行业研究领域当中。随着新能源汽车的高效化发展，将锂电池的正极设置为纳米尺寸，在生产此类材料的过程中，使此方面的生产工序成为新能源行业领域当中的研究重点。利用纳米技术生产正极材料，不仅能够对锂离子的交换效率予以改善，还能够进一步提高电池的使用性能。最后，在生物领域中应用纳米材料有助于推动仿生科学技术的高效化发展。例如：可以利用纳米技术直接生产人造皮肤，且此类人造皮肤物质能够与人体的皮肤直接接触，其自身具备柔软、透气的特性，可为现阶段人体仿生技术的发展提供明确的方向。

2.2薄膜材料

膜材料在热、光、电、磁等行业领域发展过程中有着独特的应用优势，从而呈现出了其特殊的性能特点。通过对薄膜材料的有效实用，为自动化控制、新型电池制造以及集成电路等行业领域的发展奠定了有力基础。在膜技术高效化发展的过程中，使相关材料类型逐渐朝着薄膜化的方向转型，且包含了不同的种类，在多个行业领域中都有着良好的应用价值。薄膜材料的性能较为稳定，并且呈现出优良的摩擦耐性，在较为强大的附着能力支撑作用下，进一步扩大了透明导电氧化物薄膜等材料的实际应用范围。对于透明类型的导电类薄膜材料而言，在融合光学性能和导电性能的基础上，实现了对多种性能的共同作用，不仅能够降低实际的电阻率，还能够在可见波的合理范围内，保障材料的透明程度，并对红外光等光线产生了良好的反射作用[5]。

2.3陶瓷材料

陶瓷材料是金属和非金属复合而成的物质，其中包含氧化物、氮化物及碳化物等多种不同的物质类型。瓷器、水泥属于常见的陶瓷材料，其中含有氧化铝、碳化硅、氮化硅、二氧化硅等多种不同类型的组成成分，有助于保障陶瓷材料具备优良的性能。根据陶瓷材料的性能，还可以将其划分成功能性陶瓷和结构性陶瓷两种不同的类型。其中，功能型陶瓷材料内部的组织和机体发生了相应的改变，使陶瓷材料呈现出光响应、电效应等方面的性能，且陶瓷材料的热响应性和化学响应性也逐渐呈现出了特殊性质。通过对陶瓷材料组织性能的逐步分析，可以看出此类陶瓷材料与传统陶瓷之间有着本质上的不同，利用特殊类型的加工工艺，在专业的设计方案指导作用下，使所生产出的陶瓷材料使用性能更加优质，在新型陶瓷材料的支撑作用下，充分地发挥出了此类材料的特殊用途和使用优势。

3材料化学工程的发展趋势

在打造实验室等基础设施的同时，沿用了以发展新型材料为基础的化工单元和理论，在此类学术思路的指导作用下，选用了先进的化学工程发展理论，采取了先进的工程研发方法，为材料的制备和加工过程提供了明确的指导。在国家政策方针的指导作用下，基于材料化学工程打造了典型的实验室等基础设施，此类建设的主要目的是提高材料化学工程的整体应用水平，并为相关科学研究和学术交流活动提供充足的场所保障，为人才培养体系的建设奠定有力基础。基于创新性和创造性发展原则，针对现阶段的资源问题和环境问题予以深入探讨，在材料学科和化学工程相互融合的基础上，打造了完善的交叉性研究平台，为材料化学工程的长久化发展奠定了有力基础。为此，通过对材料化学工程的发展趋势予以分析，从分子和原子等层面入手，对新型材料的应用要点加以探讨，从而明确掌握材料化学工程的发展前景，为此类学科领域的可持续发展提供明确的战略目标指导。材料化学属于材料科学等研究领域的分支内容，当新型材料资源被发现之后，需要实现对传统材料合成及生产方法的逐步创新，通过对新型材料的有效开发和合理利用，并将其融入社会生产及行业领域中，充分发挥出新型材料积极作用。对于材料化学工程而言，其主要作用于军工工程建设项目中，为了实现对我国综合国力的有效加强，需要从水资源、环境保护、技术能源发展等方面的工程项目入手，将材料化学工程作为后续发展趋势中的重要组成部分，及时打破传统社会经济发展建设阶段的局限性。例如：通过对超重力场技术的灵活使用，将其融入纳米材料生产作业当中，不仅能够实现对纳米材料的放大处理，还能够实现对纳米材料形态和外观的有力管控，在超重力场技术优势的支撑作用下，制作出了新型的纳米粉体，并逐步形成了工业化的产业发展趋势，打造了更加完善的技术应用体系，为社会经济的高效化发展提供了有力支持。在发展材料化学工程的过程中，可以实现对碳纳米粉体材料的有效制备，为纳米材料的长久化发展带来源源不断的助推力，在实践操作的过程中采取传统的流化床技术，实现了对生产材料各项应用成本的有效控制，在降低成本的基础上，使此类技术在工业生产领域当中获得了良好的应用优势，并对工业生产行业带来了良好的经济效益和社会效益。

4结束语

材料化学工程的不断发展不仅能够为完善工业生产行业体系助力，实现对产业结构的逐步转型，还能够促进社会经济的不断提升，使材料化学工程在各行业领域中都有着良好的应用效果。另外，在环境污染及能源枯竭等客观性因素的影响下，材料化学工程的发展为新型材料的研发和使用提供了动力支持，使自身应用优势和发展特点得到充分发挥，未来还需要对材料化学进行深入的研究，使其发挥出更大的作用。

参考文献：

[1]刘波,傅强,包信和,等.我国能源化学学科发展的初步探析[J].中国科学:化学,2018,48(1):1-8.

[2]李晶晶.绿色化工技术在化学工程与工艺中的应用研究[J].化纤与纺织技术,2021,50(7):21-22.

[3]姜玮,梁振兴,张国俊.国家自然科学基金材料化学学科规划和布局概况[J].中国科学:化学,2021,51(4):451-457.

[4]吴方维.应用化学与先进材料的融合发展研究[J].造纸装备及材料,2020,49(2):27.

[5]武思蕊,李斌,李覃,等.石墨烯基柔性薄膜复合材料及其功能化的研究进展[J].高分子材料科学与工程,2019,35(1):176-182.

作者：龚欣怡 单位：武汉纺织大学 材料科学与工程学院