把人類探索材料文明的7000年壓縮到1天，神奇

一張圖看懂材料發展史

材料，是人類文明的基石。

若以青銅器時代為起點，把約7000年的材料文明發展歷史壓縮到一天，鋼鐵、橡膠這些目前最常見的材料出現在幾點幾分？

9點？15點？

如果把7000年的歷史壓縮到1天裡，很明顯時間加速了。

在這一天裡，每一秒相當於30天，每一個小時相當於291年。

在這一天裡，由於材料的發展，人類社會生產力所經歷的天翻地覆的變化，足以讓你震驚。

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人類在尋找石器時發現了銅礦石，開採後砸碎築爐冶煉，製成食器、水器，農器工具與兵器，從此人類步入青銅時代。夏（BC2070~BC1600）是中國第一個王朝，雖國際上還有爭議，但夏代青銅器及相關技術，已屬於成熟的材料技術，這也是文明時代開始的重要特徵。

12:00:00

老祖先們利用高溫熱源冶煉出隕石中的鐵，發現將其加熱後會流動有可塑性，還越敲越強硬，於是，最適合製造工具的材料誕生了。我國最早在商代（約公元前1300年前）已經有應用隕鐵的記錄。

17:00:00

中國東漢的陶匠對陶器加以改善並製造出瓷器。從三國兩晉南北朝到唐代，制瓷材料和工藝技術不斷發展。瓷器在宋代達到高峰，這時期著名的汝、官、哥、定、鈞五大名窯，各領風騷。

逐漸地，陶瓷憑藉著它的特質，成為了中國文化的圖騰之一和國力的展現。

17:15:00

古羅馬時期，人們把石灰和火山灰攪拌一下，制出建築原料「羅馬砂漿」，它就是水泥的前身。

19世紀後，由於大量的工業與民用建築的興建，各國競相開發耐水建築材料，水泥的興起就在此時。1824年英國工匠約瑟夫·阿普丁發明的水泥，水硬性好、強度高、原料豐富、價格便宜，堪稱無機非金屬材料領域最重大的發明。

20:00:00

隨著技術的進步，人們發現鐵裡面碳元素的含量可以影響鐵的性質，基於此原理鋼誕生了，並伴隨蒸汽機的發明掀起了驚天動地的工業革命。隨後，新的冶金方法不斷出現，人類社會從大規模生產鋼鐵時代，轉向高質量鋼時代。

23:00:00

現在被稱作高分子材料或聚合物材料中的一大類是天然材料，這就是橡膠。大約在11世紀，南美洲人就已使用橡膠球做遊戲和做祭祀了。

但是橡膠真正成為一種實用材料，是在美國化學家古德伊爾研究成功硫化工藝之後才實現的。硫化橡膠後來被投入工業中用作輪胎，應用於自行車和汽車，解決了振動和顛簸的問題。

23:07:00

進入電氣化時代，人們發明了發電機、電動機，同時製造了各種電器儀表，這時就有了永磁材料的需求。發展至今，其應用已經滲透到了國民經濟和國防的各個方面。

從20世紀初的軟磁材料、永磁材料和超導材料研究發明開始，功能材料已經嶄露頭角。

23:11:00

德國化學家阿道夫·馮·拜耳首次合成酚醛樹脂，這是人類最早實現工業化的合成樹脂，也是合成粘膠劑領域用途最廣的品種之一。

23:12:30

隨著撞球在在西方國家的盛行，一名印刷工人發明了第一種人工合成塑料-賽璐珞，取代了原本製作撞球的昂貴且稀少的象牙。

這其實是最早塑料工業的雛形，「合成材料」賽璐珞的誕生，開啟了真正的人工合成材料的大門。

23:19:30

美國工人用鎢來冶煉鋼材，製作出了耐高溫、耐磨且強度高的硬質合金，它是世界上第一種人工合成硬質材料。

硬質合金的應用，不只作為金屬切削工具，也擴展到礦物挖掘、耐磨模具和冷加工工具等。原子筆剛發明時，還被建議用作「筆珠」。

23:25:00

鋁是地殼中含量第一的金屬元素，鋁材料的開發極具典型性，此中做出貢獻的任務可列出極長的名單。鋁合金，比鋼鐵更輕且比強度更高的材料，後來成為了重要的航空結構材料，飛機從此變得便宜，加速了文化互動。

23:25:30

第一次世界大戰期間，冶金學家布雷爾利受僱鑽研合金以便改良槍管，意外製作出世界上第一塊不鏽鋼。而後人們將其做成餐具，舌頭再也不會因為餐具的味道而受罪了。

下面所有這一切

發生在最後的30分鐘

23:32:00

功能陶瓷的各種新性能、新應用不斷被人們所認識，在我們的日常生活、汽車發動機、通信電子等方面發揮了重大的作用。

23:32:15

「不粘鍋」隨著「塑料王」特氟龍的發明而誕生，為無數現代家庭主婦帶來了便利。

23:32:30

1935年美國杜邦公司卡羅塞斯博士等完成了三大合成材料之一——人造纖維尼龍的發明。尼龍的出現使紡織品的面貌煥然一新，而且是工程塑料的第一品種，擁有「像蛛絲一樣細，像鋼絲一樣強，像絹絲一樣美」的讚譽。

23:33:00

當鋼鐵迅速發展的時候，陶瓷和玻璃被丟入大工業生產裡用作原材料，而不再僅僅是個容器。建築師運用大規模生產的結構鋼和平板玻璃，創造出新的都市生活形態。

23:34:00

經過20世紀初開始的50多年的探索，鎳基高溫合金有了巨大進步。在世界先進航空發動機研製中，高溫合金用量已佔到發動機總量的40%-60%。

23:35:00

高分子、陶瓷、金屬都有難以克服的弱點，1930年代末，纖維化使人們找到克服這些弱點的新途徑——由纖維構成複合，擔起重任的竟是平時脆弱不堪的玻璃。由於玻璃纖維增強塑料的發明，從此出現了複合材料這一名詞。

23:35:30

隨著在矽晶片上印刷複雜電路的技術發展，鐵氧體等磁性材料和半導體材料使無線電技術的進步飛快，這樣你才可以跨時空地「網聊」。

23:36:30

英國Hardold Ridley等人共同設計了第一枚人工晶體，並在倫敦為病人進行植入，使得治癒白內障成為了可能。

23:40:00

光伏材料把陽光轉化為源源不斷的能量。從太陽能電池在空間衛星的供能領域首次得到應用，時至今日小至自動停車計費器的供能、屋頂太陽能板，大至面積廣闊的太陽能發電中心，光伏在發電領域的應用已經遍及全球。

23:40:30

鈦合金和「最輕金屬材料」鎂合金的成功研製，促進了航空工業和汽車工業快速發展。

23:41:00

碳纖維、芳綸纖維等高性能纖維逐一問世，基於它們強韌與堅固的特點，被廣泛用於製作太空衣和防彈衣等。

23:41:30

鋯合金製成的包殼材料用於核反應堆的燃料組件，大大提高了核電站的安全性和可靠性，促進了核工業的穩步發展。

23:42:00

第一代半導體材料Si、Ge在以大規模集成電路為主要技術的計算機等電子產品上廣泛應用。

23:43:30

五大工程塑料誕生，以塑代鋼、以塑代木成為了國際趨勢，隨後又相繼誕生了特種工程塑料、導電塑料等功能塑料，以滿足工業發展的要求。

23:44:30

非晶合金變壓器帶來了卓越的節能與環保效益，打破了傳統變壓器產能過剩的局面。

23:45:30

形狀記憶合金等合金材料在醫學上大放異彩，擁有記憶功能的鎳鈦合金製成的醫用支架，輸入目標血管後，其感受血液溫度時會發生形狀恢復，對狹窄病變區起到支撐作用。

不僅在醫療領域，形狀記憶合金因其特殊的記憶效應，在機械、電氣、航空、能源等領域發揮著奇妙的作用。

23:48:30

液晶材料自1850年發現以來，經歷了一個多世紀漫長的研究和開發過程才最終廣泛應用於筆記本電腦和掌上計算機等顯示設備，豐富了我們的娛樂生活。

23:49:00

高溫超導體取得巨大突破，以液態氮代替液態氦用作超導製冷劑獲得超導體，使得超導材料開始走向大規模開發應用。

23:50:00

隨著移動通信的飛速發展，以光纖通信為基礎的信息高速公路和網際網路逐漸興起，以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）為代表的第二代半導體材料開始嶄露頭腳。

23:52:00

耐熱性能優異的碳-碳複合材料被應用於飛機上的摩擦部件，更好地保障了飛機的剎車性能，現也廣泛應用於工業耐熱領域。

23:54:00

孔隙度高達90%的泡沫金屬具有優異的衝擊能量吸收特性，被廣泛應用於航天航空、石油化工、建築交通等領域。

23:56:00

內部體積99%由氣體構成的氣凝膠，可以承受相當於自身質量幾千倍的壓力，隔熱保溫性能優越，是航天探測中不可替代的材料，俄羅斯「和平」號空間站和美國「火星探路者」探測器都用它來進行絕緣。

23:58:00

SiC、GaN等第三代半導體材料滿足了現代電子技術對高溫、高壓、高頻、高功率以及抗輻射等新要求，在眾多戰略性行業應用中可以降低50%以上的能量損失，最高可以使裝備體積減75%以上，對人類科技的發展具有裡程碑式意義。

23:59:30

石墨烯，是目前發現的最薄且最堅硬的新型納米材料，科學家預言其將「徹底改變21世紀」。除此之外，富勒烯、碳納米管的陸續發現或將開啟電子設備的新時代。

……

人類始終走在發明和創新的道路上，

00：00點過去，

新的一天即將開啟，

新材料的發展將往何處去，

它們將如何改變我們的生活？