材料是人類社會文明大廈的基石,製造技術是人類社會進化的裏程碑。在21世紀將發展功能化、複合化、智能化、環境友好、可再生材料,納米材料與加工技術,表麵技術、微細工藝、微機電係統、智能、柔性、虛擬製造體係等,使人類走向更加富裕。

人類自誕生以來,就與材料結下了不解之緣。從原始社會的“石器時代”到逐步進化的“青銅器時代”,人類由蒙昧走向開化。“鐵器時代”的到來,將人類帶入農業社會。而“鋼鐵時代”的來臨,又造就了工業社會的文明。材料的發展,標誌著人類社會的曆史進程,材料作為生產力要素之一,直接進入生產過程,改變著人類社會的生產方式。20世紀40年代以來所發生的新材料革命,正在影響和改變著我們的世界。源源不斷地湧現出的新材料在生產中的突出作用,更可印證科學技術是第一生產力的科學命題。

材料、能源、信息技術被認為是現代文明的“三大支柱”,從現代科技發展史可以看出,每一項重大的新技術發現,往往都依賴於新材料的發展。所謂新材料是指最近發展或正在發展中的具有比傳統材料更為優異的性能的一類材料。目前世界上的傳統材料已有幾十萬種,而新材料正以每年大約5%的速度增長。現今全世界已有800多萬種人工合成的化合物,而且每年還以25萬種的速度遞增,其中有相當一部分將成為新材料。當前所進行的這場新材料技術革命,對材料提出了前所未有的高要求:一是超高溫(3000℃以上);二是超強度(每平方米2000公斤以上);三是超微比重(每立方厘米1.3克以下);四是多功能;五是無汙染(可自毀);六是可再生。隨著科學技術的發展,現在具有上述性能的各種材料已展現在人類麵前,並在社會生產和生活中日益發揮著重要的作用,而我們化學對材料科學的發展起到了舉足輕重的作用,也成為化學發展的最新動向。

材料發展的曆史從生產力的側麵反映了人類社會發展的文明史,因此曆史學家往往根據當時有代表性的材料將人類社會劃分為石器時代、青銅器時代和鐵器時代等。舊石器時代可追溯到公元前10萬年前左右。原始人采用天然的石、木、竹、骨等材料作為狩獵工具,但是生產效率非常低。公元前6000年,人類發明了火,掌握了鑽木取火的技術。有了火,不僅可以熟食、取暖、照明和驅獸,還可以燒製陶器。陶瓷材料的發明和應用,創造了新石器時代的仰韶文化,後來在製陶技術的基礎上又發明了瓷器。這是陶瓷材料發展的一次飛躍,瓷器(英譯名為China)的出現已成為中華民族文化的象征之一,對世界文化產生過深遠的影響。

人們在大量地燒製陶瓷的實踐中,熟練地掌握了高溫加工技術,利用這種技術來燒煉礦石,逐漸冶煉出銅及其合青銅。可以說這是人類社會最早出現的金屬材料,它使人類社會從新石器時代轉入到青銅器時代。我國出土的大量古代青銅器說明,中國曆史上曾有過燦爛的青銅文化,僅由1965年在湖北望山一號楚墓中出土的2500年前越王勾踐的寶劍和青銅編鍾來看,當時青銅器生產工藝已達到了很高的水平。

煉銅技術發展為煉鐵應是順理成章的事。用鐵作為材料來製造農具,使農業生產力得到空前的提高,並促使奴隸社會解體和封建社會興起。鐵在農業上的廣泛應用,推動了以農業為中心的科學技術日益進步。我國從公元前3世紀起,即秦漢時代起就進入農業經濟發達社會,到了唐宋時代,經濟繁榮,科學文化發達,社會安定,國泰民安,處於盛世,形成了我國封建社會的科學文化高峰。正如英國李約瑟博士所說的:“在3-13世紀,中國保持一個讓西方人望塵莫及的科學知識水平”。

18世紀發明了蒸汽機,爆發了產業革命,小作坊式的手工操作被工廠的機械操作所代替。工業迅猛發展,生產力空前提高,迫切要求發展鐵路、航運,使生產出來的產品遠銷他國,占據國際市場。社會經濟的發展推動和促進了以鋼鐵為中心的金屬材料大規模發展,有力地摧毀了封建社會的生產方式,萌發了資本主義社會生產關係。