浅谈材料化学在日常生活中的应用

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:赵天昊
[导读] 摘要:随着经济和科技水平的快速发展,材料化学,是材料化学学科的分支之一,其主要是研究物质的结构性质以及他们之间转变的学科。
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        摘要:随着经济和科技水平的快速发展,材料化学,是材料化学学科的分支之一,其主要是研究物质的结构性质以及他们之间转变的学科。作为一门偏向于实验研究的学科,材料化学正式将宏观与微观上对于物质的研究结合在一起,在新材料的研发上作出卓越的贡献。材料化学涉及众多领域,其前景非常广阔。
        关键词:材料化学;生活应用;高分子材料
        引言
        材料化学是一门很重要的学科,材料化学不仅与学生的学习相关,在人们的日常生活中,材料化学知识的影子也随处可见。简单地来讲,食品中的各式各样的调味品,人们每天所穿的各种颜色的衣物等,它们的生产制造都与材料化学有关。总之,日常生活中处处蕴含着材料化学知识,人们的生活也离不开材料化学知识,材料化学的发展对人们的生活有很大的影响。文章借助材料化学在生活中的介入,从多个角度分析材料化学知识在生活中的应用,并使用材料化学知识对此加以科学诠释。
        1材料化学概述
        材料化学是一门利用材料化学,材料学等专业知识来发现合成新材料的交叉学科,尤其是近年来对于高分子材料的研究,材料化学做出了巨大的贡献。虽然材料化学最初知识边缘学科,但是得益于材料的广泛应用和学科知识的交叉贯通,材料化学已经蓬勃发展成为当代热门学科,材料化学在生活中的应用也逐渐增多。无论是天然还是合成,高分子化合物都是高分子材料的基础。通过共价键连接起来,高分子的分子量可以从几千一直到几百万。虽然听起来材料化学,尤其是高分子材料仿佛离我们很远,但其实高分子材料就包括我们生活中常遇到的多种材料,例如,橡胶,塑料等等。
        2材料化学在生活中的应用
        2.1材料化学知识在衣物中的应用
        经济的不断发展,提高了人类对于衣物的要求[1],人们不再满足于有衣物可以穿,而是要穿的暖的同时,还要尽可能舒服又美观,这就推动了材料化学在纺织业中的运用。比如,现在人们越来越喜欢通过对原材料进行材料化学提取所制成的衣物,例如一些棉制品的衣物,还有一些晴纶衣物以及尼龙袜子等。出于保暖的考虑,在商场中购物时,大多数人都青睐羊毛制品,包括利用羊毛制成的小衫、使用羊毛做的外套等。其实这些衣物都不是由纯羊毛制成的,而是通过材料化学手段合成的一种毛线。这种毛线的合成原料一般是氢纶,氢纶在材料化学中专业名词是聚丙烯烃。聚丙烯烃相比羊毛来说更好一些,因为其不但有羊毛的优点,而且利用聚丙烯烃做出来的衣物更加结实耐穿。当然,聚丙烯烃这个材料这么好,得来的过程也不会很简单,首先,要从石油中或者从石油产生的废气里提炼出丙烯;其次利用材料化学中的氨氧化手段,将丙烯转化为丙烯腈。最后,丙烯腈经过聚合反应,聚合成聚丙烯腈,到这一步,原料的制造才算完成。接下来,将原材料进行多次加工制造,最终成为合格的羊毛制品。
        2.2材料化学知识在食品中的应用
        由于我们平时的学习劳累,家长就会为我们准备一些还有丰富蛋白质的食物,提高自身的免疫力。比如牛奶和鸡蛋,就是家长经常为我们准备的食物。我们根据自己不同的喜好,会在牛奶和鸡蛋里加入不同的食材。虽然是按照我们喜欢的方式,但是有一些,使用方法是错误的,可以用材料化学原理进行解释。蛋白质是一种非常复杂的有机化合物,包括碳、氢、氧、氮四种元素,鸡蛋的蛋白中含有这几种元素的化合物,动物性食物中含有蛋白质最多的是鱼类、瘦肉类等。蛋白质由多种氨基酸构成,每一个蛋白质分子中含有数百个氨基酸分子,缺少氨基酸分子就会破坏身体组织,补充蛋白质的食物可以使我们的身体修补复原。

如牛奶在加热过程中与糖同煮会产生美拉德反应,也就是生成一种有毒物质,“果糖氨基酸”,这种有毒物质,不会被人体吸收消化,反而会对牛奶中含有的赖氨酸起到破坏的影响,对我们高中生的生长发育不利。为了满足一些同学喜欢喝牛奶时加糖的做法,可以将牛奶煮熟后晾凉,然后再将食用糖与牛奶搅拌。此时的牛奶处于常温状态,牛奶中的赖氨酸就不会由于高温作用下与食用糖产生果糖氨基酸。
        2.3酒精和药物
        在人们的日常生活中,常常会出现某种疾病,药物治疗是最基本的治病方式。但是药物的食用需要注意不少的安全事项。服用抗生素期间,或者在服用后较短的时间内饮酒,容易引起致命的不良反应,导致心脏衰竭。这是一个严重的用药安全隐患,也是容易被人们忽视的安全问题,在材料化学上,这是双硫仑样反应。双硫仑是一种催化剂,主要应用于橡胶的硫化。如果接触了这种物质之后,再接触酒精,就会使人出现头痛、恶心、胸闷气短以及面部潮红等一系列问题,造成这种问题的主要原因就是发生了双硫仑样反应。比如头孢菌素类的抗生素,头孢曲松、头孢噻肟、头孢哌酮等。除此之外,像甲硝唑、酮康唑等药物也会产生这种类似的反应。双硫仑样反应的主要原理是,乙醇进入人的身体之后,会通过身体里的乙醇脱氢酶的作用,转化成乙醛,之后再经过乙醛脱氢酶的作用,转化成乙酸。在这过程中,如果乙醛在人的身体内部堆积,就会使其产生不适的症状,出现双硫仑样反应。哪怕接触的乙醇很少,也会使乙醛在身体内堆积造成不良反应。对于敏感的人,就算只是用酒精涂抹皮肤也会出现这种不良反应。有些喝酒脸红的人,也是这种原理。在日常生活中,如果吃了药,一定不能喝酒。
        2.4纳米材料
        高分子材料利用纳米技术,可以发挥材料化学更大的作用。首先拿纳米阻燃剂举例,在微观角度来看,高分子材料具有极大的空隙,将纳米级的无机阻燃剂填充到高分子材料中,不仅能够提高材料的利用率,还能够做到无污染的阻燃。把材料做到真正的安全放心。未来的高分子纳米材料可能会对发生的情况进行分析后自动提醒和预告,识别身份信息甚至能够自我修复损坏的部分。例如应用于医学的纳米材料可能会对病人的生长和愈合更加有利,除此之外,其还可以根据人体的恢复状态自动调整施用的药剂含量等。
        2.5材料化学知识在化妆品方面的应用
        爱美之心,人皆有之。化妆品行业自古代就已经兴起,到现阶段,女生出门就要化妆,这一现象已成常态。但是,化妆品是否对皮肤有伤害,还值得消费者考虑。有关部门针对这一现象进行了深入调查,结果显示,如果一个人在较长时间内,一直离不开化妆品,可能引起一些病症,如骨质疏松、血糖高等,还会影响人体的免疫机能,使免疫机能不能正常发挥作用。因此,消费者对于化妆品的安全问题高度关注,有关专家给出这几种简单的化妆品测试方法,其一使用pH试纸进行测试,其二利用标准色管进行颜色比较,其三电位计测定法。所以,为了保护消费者权益,质监部门要严把质量关,采用专业的材料化学手段,从根源上保证消费者安全。
        总之,材料化学与如今的生活方式紧密相连,不可分割。在人类社会不断进步,文明科技不断发展的今天,对于材料的需求也会逐渐增大,同时提高的还有对材料的要求。为了人类社会的可持续发展,材料化学,尤其是高分子材料必须能够适应时代。日常生活中处处充满材料化学,充分利用材料化学知识,能够有效地解决生活中遇到的难题,解决一些生理上的问题。我们要认真学习材料化学知识,做好材料化学实验,要积极观察生活,将材料化学知识与生活实际相联系,充分利用所学的知识,解释日常生活中的现象,解决生活问题。
        参考文献:
        [1]钱昱先.材料化学知识在生活中的应用[J].大科技,2015(3).
        [2]吴岩.浅析材料化学知识在生活中的运用[J].科技致富向导,2014(27):172-172.
        [3]阮守朋.材料化学在日常生活中的应用[J].数理化解题研究:初中版,2015(1):56-58.
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