今天小编为大家推荐《化学与材料论文范文(精选3篇)》，希望对大家有所帮助。摘要：材料化学工程是近年来现代化学工程的研究热点，它在储能、环保、能源、军工等方面有着举足轻重的地位，是发展众多高科技领域的基础和先导，开展其应用及发展趋势的研究对于其快速发展具有重要意义。本文简单介绍了目前材料化学工程的应用进展，分析讨论了材料化学工程的未来发展前景。
第一篇：化学与材料论文范文
浅谈材料化学专业《材料化学》课程的教学改革与实践
摘 要：《材料化学》是郑州大学材料科学与工程学院材料化学专业本科生的一门重要的专业基础课、主干课，其内容综合了超分子化学、纳米材料等内容，是一门材料科学与现代化学相结合的新兴课程。该课程是在四大化学、生物化学和结构化学的基础上进行的有效延伸，对扩展学生的知识面，改善学生的知识结构具有十分重要的意义。然而，由于该部分内容牵涉知识面广，内容新，知识点间的跨越较大，国内没有合适的配套教材等因素，往往导致学生觉得课程章节间上下联系不紧密、概念理解不透彻、理论枯燥乏味，晦涩难懂以及对所学知识综合运用能力弱等问题。为此，文章作者从多年教学实践出发，围绕着《材料化学》课程教学内容展开创新性的探索，通过优化教学方式和方法，极大增加了学生的学习热情，提高了教学和人才培养的质量，获得了优异的教学效果。
关键词：材料化学;超分子化学;纳米材料;教学改革
鄭州大学材料科学与工程学院成立材料化学专业的初衷是在坚持应用型理科人才培养目标定位的基础上，努力拓展学科专业的生存空间，坚持以高分子材料为特色的办学定位，通过创新的人才培养模式研究、培养机制研究，让学生达到基础扎实、知识面宽、系统掌握化学和材料科学的基本原理和基本实验技能，能在材料科学及相关领域从事研究、科技开发和相关管理工作，最终成为具有创新精神的高端应用型人才。因此，课程除了开设有化学专业和材料专业的一些基础课，高分子材料的一些专业课外，如何进一步拓展该专业学生的化学和材料的相关知识，实现化学和材料课程的紧密结合成为课程设置的一项十分重要的内容。基于此目的，包含了材料化学和纳米材料等内容的《材料化学》课程被定为材料化学专业本科生的一门重要的专业的基础课和主干课。然而，在授课过程中，却发现该部分内容存在着涉及的知识面广、内容新，知识点间的跨越较大[1]、国内没有合适的配套教材以及国内没有成体系的课程值得借鉴等一系列的问题。同时，学生的反馈也是课程章节之间联系不够紧密，概念理解不够透彻、理论枯燥乏味，晦涩难懂以及对所学知识综合运用能力弱等问题。
为了激发学生的学习兴趣，提高该门课程的教学质量和教学效果，提高学生对所学知识的融会贯通能力，我们对《材料化学》课程教学过程中存在的问题进行了分析和总结，从教学内容和教学方法等方面进行了积极的探索和研究。
一、《材料化学》课程的教学现状
（一）缺乏合适的教材
目前，国内很多高校都开设有《材料化学》这门专业课，同时，以《材料化学》命名的教材国内也很常见，但是，不同高校开设的材料化学专业，其《材料化学》课程包含的内容有不同的侧重点[2]。对于郑州大学《材料化学》这门课程来说，由于学生之前已经学习了《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》、《分析化学》、《高分子物理》、《高分子化学》和《高分子材料》等课程，在《材料化学》再过多的增加基础化学和材料学的知识不仅在教学内容上会产生重复，同时也会增加学生的厌学情绪，无法达到进一步拓展学生化学和材料相关知识的初衷。而将超分子化学和纳米材料等内容加入到《材料化学》教学内容中，则既可达到最初课程开设的目的，也可拓宽学生的知识面，提高学生的学习兴趣。然而，目前市面上的《材料化学》教材均不含超分子化学的内容，同时，其有关纳米材料的内容也过于简单，无法满足课程开设的需求。
（二）教学内容差异化较大
国内开设《超分子化学》本科生课程的高校并不普遍，另外，在课程内容的选择上各个高校的差异化也较大，这一方面和课程开设的目的息息相关，另一方面也和课程开设的性质有着紧密的关系。有些高校将《超分子化学》作为专业课程，有些将其作为拓展课，因此教学内容上有些偏重于超分子化学的基本概念和基本理论，有些则更多关注超分子化学的最新进展。如吉林大学开设的双语课程《超分子化学》，其在引入超分子化学的基本概念后，更多的内容则倾向于超分子化学在各个领域取得的进展[3]，这与其课程开设的目的是开阔学生的视野，培养学生对科学研究的兴趣息息相关。而郑州大学引入超分子化学内容的主要目的是让学生掌握超分子化学的基本概念、基本原理、能够通过超分子化学的手段设计、合成一些简单的材料，能够分析常见的主客体化学中的作用力类型以及作用力的增强或减弱的原因，拓展其在化学和材料领域方面的基础知识。有关纳米材料教学内容方面，郑州大学材料化学专业坚持高分子材料的办学特色必然要求高分子纳米材料要作为其中的重要内容。因此，如何解决教学内容差异大，同时突出自己的办学特色，成为摆在我们面前的一个重要问题。
二、教材和教学内容的选择
（一）教材的选择
超分子化学和纳米材料在本科教学方面基本没有现成的教材，没有成体系的教学模式和内容可以参考，很多院校都是在引入基本概念后，结合国内外研究的最新进展开展拓展性的教学[4]。这种教学模式比较适合在研究生教学中开展，但对于材料化学专业的本科生，源于以下几个方面的考虑，该方法就不太适合。1. 课程所涉及的概念、理论和方法要成熟，进展类的内容尽量少涉及;2. 《材料化学》仅安排了48学时，教学内容要重点要放在了基本概念、基本理论和基本方法上;3. 本科生对知识理解的广度和深度和研究生有一定的差距，过于复杂的理论和实验不利于其理解和吸收。基于以上几点考虑，在参考教材的选择上，我们针对不同内容采取了不同的方案。对于超分子化学，我们主要选择了国外的原版英文教材的译著，如化学工业出版社出版的国外优秀化学著作译丛《超分子化学》和北京大学出版社出版的《超分子化学-概念和展望》等。而对于纳米材料，我们主要选择的是在国内纳米材料领域的一些代表著作，如白春礼主编，四川教育出版社出版的《纳米科技-现在与未来》和施利毅主编的华东理工大学出版社出版的《纳米科技基础等》。同时，为了更加适应我们专业的教学，我们成立了材料化学编写小组，在参考了国内外大量书籍的基础上，自编了《材料化学》教材，更加方便了学生的学习和参考。
（二）教学内容
根据本科生知识结构的特点，结合我们课程自身的实际情况，我们在超分子化学和纳米材料授课内容的选择上重点放在了基本概念、基本理论和基本方法的讲解上。在超分子化学的教学内容上，我们主要讲解了超分子化学的相关概念、生命中的超分子化学与生物模拟、阳离子的络合、阴离子的键合、中性分子的络合以及自组装和模板等内容。在纳米材料部分，我们主要讲解纳米材料概述、纳米材料的化学制备方法、无机纳米材料、高分子纳米材料等。教学内容的选择上除了突出重点，突出基础外，更加注重章节间的联系和逻辑关系，提高了课程的系统性和关联性。具体来说，在超分子化学内容的选择上，我们沿着什么是超分子化学-超分子化学是怎么发展起来的-超分子化学和普通化学有什么异同-超分子化学为什么是一门重要的值得学习的课程这条主线。而在纳米材料内容的选择上，我们则沿着什么是纳米材料-纳米材料和体相材料相比具有哪些优异的性质-纳米材料具有独特性质的原因是什么-纳米材料的常规制备手段有哪些-常见的高分子纳米材料的制备方法-常见的无机纳米材料的制备方法这条主线。沿着这些主线，极大提高了课程章节之间的逻辑性、系统性以及内容的关联性，提高了学生的学习效率，增强了教学效果。同时为了增加学生的实验能力，我们还开设了48学时的《材料化学实验》课程，这在增强学生动手能力的同时，还可进一步提高学生对所学理论知识的理解。
三、教學方法探讨
（一）激发式教学
针对该专业学生读研和出国率较高的特点，在课堂上给他们简单规划科研成长的道路，告诉他们在科研的成长道路上选题的重要性，列举了近些年在超分子化学领域和纳米材料领域的重要研究成果和诺贝奖获得者，让学生深刻认识到学好超分子化学和纳米材料的相关知识，可以在今后他们的学术成长道路上帮助他们易出成果、多出成果，出好成果，从而激励学生发自内心去学习这两个方向的知识的热情。同时，鼓励学生多思考，多用自己而非书上的文字来发表自己的观点，并对他们进行启迪和鼓励，让学生在回答问题的过程中去思考，让其他学生对其观点进行评述和补充，从而调动他们的积极性、能动性和创造性，达到激发式教学的效果。
（二）归纳对比式教学
超分子化学和纳米材料教学内容点多面散，如何让学生能够在短暂的课堂上掌握这些教学内容中的基本概念和基本理论，学会用这些概念和理论分析和解决一些实验中遇到的问题，理解文献中报道的最新内容，是摆在任课教师面前一个十分现实的问题。为此，我们对这部分教学内容进行了归纳，同时将相近的内容进行了对比，这样不仅能够加深加快学生对教学内容的理解和掌握，还有利于学生学会思考，掌握分析问题的方法和技巧。例如，在超分子化学的教学上，我们就如何分析主客体之间键合的稳定性进行了归纳，得出如下分析和解决问题的技巧：1. 主体的空腔和客体在空间尺寸上越匹配，主客体间的键合越强;2. 主体的空腔和客体在形状上越类似，主客体间的键合越强;3. 主体和客体在电荷上要互补，相同条件下电荷密度越大，主客体结合越强;4. 相同条件下，主体的刚性越强，主客体间的结合力越强;5. 相同条件下，主体的预组织性越强，主客体间的结合力越强;6. 溶剂对主客体间的结合力影响很大，因此可利用亲疏水性增强主客体间的结合;7. 利用大环效应、大二环效应可放大键合位点间的弱相互作用，增强主客体间的键合;8. 主客体和溶剂间的溶剂化自由能越大，主客体间的键合能力越弱。另外，为了对比分子化学和超分子化学的不同，我们采用图像和表格两种方式对他们进行了详细的对比。其从结构和功能上形象地对比了超分子化学和分子化学之间的差异和联系，阐明了分子化学是合成新物质，而超分子化学是形成分子组装体。而表1则从结构单元、单元名称、结合力、结构实现方式、结构以及性能等多方面对分子化学和超分子化学进行了多层次的对比，这在加深学生的理解和掌握的同时，也方便学生记忆。
（三）化抽象为形象式教学
超分子化学中的弱相互作用力的种类很多，包括氢键、离子-偶极、偶极-偶极、阳离子-π、π-π堆积、范德华力以及疏水效应等。在主客体的结合过程中通过将这些弱的相互作用力放大，可形成稳定的主客体化合物，并且这些主客体化合物和主体与客体在适当的条件下可实现快速的转换。如果只是讲解这些抽象的理论，学生很容易困惑和迷茫。为了便于学生的理解，我们采取了化抽象为形象的教学方式。例如在讲解冠醚，我们将冠醚比作一顶可伸缩的带有几个魔术贴粘接点的简易柔性帽子，将碱金属阳离子比作不同的人的头。冠醚和阳离子络合时，就好比不同人选择不同帽子，只有帽子的尺寸和人头的大小匹配时，其戴在头上才会比较牢固和舒适，否则就容易脱落。而固定在冠醚环上的氧原子好比帽子上的魔术贴粘接点，只有帽子尺寸和头的大小比较合适时，这些粘接点才能同时和头部比较好的作用上，实现冠醚和阳离子的稳定络合。同时由于冠醚具有一定的柔性，就像有一顶伸缩性的帽子，其在尺寸不太匹配时，仍可通过帽子的伸缩不太舒服的戴在头上，具有一定的结合性，就像冠醚尺寸和碱金属离子不太匹配时，依然呈现出平台选择性相似。
四、结束语
本文针对郑州大学材料科学与工程学院现有的《材料化学》课程中超分子化学和纳米材料两部分的教学内容的特点、现状以及存在的问题，分析了教学改革的必要性，并从教材和教学内容的选择、教学方法的改进等方面进行了该门课程的教学与实践改革，取得了理想的教学效果。但是由于这门课程中涉及的教学内容庞杂，新的概念和理論不断完善和替代旧者，新的研究成果不断涌现，其和其它学科间的交叉也日益密切，因此课程的教学改革和实践必定是一个长期的过程。在随后的教学过程中，我们还需对《材料化学》课程在实践中不断地进行探索和总结，以使该课程的教学效果得到不断的完善和提高。
参考文献：
[1]刘东青，余金山，祖梅.《纳米材料》本科课程教学探讨[J].高教学刊，2017（11）：84-85.
[2]王学雷，周晓谦，洪晓东，等.《材料化学》课程设置与教学改革初探[J].广州化工，2018（46）：135-136.
[3]杜建周.以培养学生创新实践能力为导向的《纳米材料》课程教学改革与实践[J].教育教学论坛，2018（10）：125-126.
[4]陈晓欣，孙俊奇，王力彦.超分子化学课程建设与教学实践[J]. 化学教育，2018（39）：7-11.
作者：陈志民
第二篇：材料化学工程的应用与发展
摘要： 材料化学工程是近年来现代化学工程的研究热点，它在储能、环保、能源、军工等方面有着举足轻重的地位，是发展众多高科技领域的基础和先导，开展其应用及发展趋势的研究对于其快速发展具有重要意义。本文简单介绍了目前材料化学工程的应用进展，分析讨论了材料化学工程的未来发展前景。
关键词： 材料化学;化学工程;工程应用
引言：近年来，伴随着科学技术的不断发展，传统的化学生产技术逐渐与现代工业技术相互融合，促使化工工程技术所能够应用的范围更加广泛化、深入化。化工企业工作在实际运作期间合理运用化学工程技术，能够极大程度提升化工企业自身的生产效率。
1 材料化学工程的概述
一是以新型功能材料为核心的化工单元操作过程，如吸附脱附过程、膜反应过程、蒸馏过程、膜分离过程等。该方向主要利用新型材料的物理及化学特性，实现化工生产的物理传递及化学反应过程，通过研究物质在材料微观结构中的传递及反应规律，总结材料性能与材料物质结构的关系，进而建立起新型材料设计及化工单元过程优化的理论和工程技术。二是利用化学工程的方法理论来解决材料生产过程中的关键问题，通过工艺条件的控制对材料的结构及性能进行改进，实现产品的定性定量生产，为材料生产的实验基础及工业放大提供参考。
2 材料化学工程的应用
2.1 纳米材料的应用
结合热力学、电磁学、化学、光学性质，纳米材料不仅能应用于光电领域，还能作为高效率的光热转换新材料。以纳米技术为基础的电池、塑料、油漆等技术已经取得了较大进展，同时正在逐渐推广。纳米材料应用于健康和生物系统近年来也成为研究的热点。在健康领域，基于纳米尺度的药物载体搭载抗肿瘤药物分子，通过载体的分子识别特定细胞，直接将化疗药物分子应用在特定细胞上(如肿瘤细胞)。在生物系统领域，将纳米材料技术应用于仿生科技也是研究热点之一，通过利用纳米材料制备的人造皮肤可以实现和人体的良好接触，具有透气性和柔软性的特性，成为新一代人体仿生技术的发展方向。在新能源领域，新能源汽车革命正如火如荼地进行着，基于纳米尺度的锂电池正极材料也是研究热点之一，其通过提升正极材料的锂离子交换效率从而极大提升了电池的效率。特斯拉公司计划将纳米材料技术应用在三元锂离子的正极材料上，以期提升正极材料的表面积从而达到提升锂离子交换效率的目的。可以说纳米技术是21世纪科学领域中最重要的技术革命。
2.2 先进陶瓷材料的应用
陶瓷材料是金属和非金属元素的复合物，通常是由氧化物、氮化物和碳化物等组成。例如，一些常见的陶瓷材料包括氧化铝、二氧化硅、碳化硅和氮化硅等，另外还有瓷器、水泥和玻璃。而先进陶瓷材料在原料、工艺方面有别于传统陶瓷，采用特殊的结构设计并结合不同性能的高纯度原料，通过新型的工艺技术生产出具有特殊用途和性能的陶瓷材料[1]。先进陶瓷材料按照性能不同分为功能陶瓷和结构陶瓷。功能陶瓷主要是通过对材料内部或基体的改性，从而使得陶瓷材料具有一定的光响应性、电响应性、热响应性或化学响应性。在光伏电池领域，可以通过在陶瓷中掺杂氧化锌、氧化锆等金属氧化物纳米粒子，从而提升陶瓷的导电率与透明性。在光电材料的关键组件方面，介电陶瓷材料是集成电路基板关键的元件材料，即陶瓷电容器。在先进制造领域，压电陶瓷在传感器领域有着重要的应用，是压力传感器的最关键的部件，而压力传感器作为机器人的压力感知、动作校正方面有着重要应用，是机器人的关键部件。结构陶瓷，其具有优异的化学、热学、力学性能，如耐高温、低蠕变速率、高硬度、耐腐蚀等，常用于各种结构的关键部件。它能够在很多苛刻的条件下工作，是实现很多新兴科学技术的关键。在空间技术领域，宇宙飞船与航天飞机需要耐超高温、强度高、质量轻的结构材料，而先进结构陶瓷材料能满足这些苛刻的要求。未来航空航天技术将更依赖于新型结构陶瓷的发展与应用，如陶瓷基复合材料目前已应用于制造液体火箭发动机喷管及导弹天线罩。在光通信产业，传统的氧化铝基板正在被具有高热导性的氮化铝陶瓷基板逐步取代。在这一领域，我国研制的氮化铝陶瓷基板材料的热导率是氧化铝的5-10倍，性能在国际上居于领先地位。
2.3 新型薄膜材料的应用
薄膜材料种类繁多，应用广泛，目前常用的有：超导薄膜、导电薄膜、电阻薄膜、半导体薄膜等[2]。这些膜材料都具有光、电、磁、热等方面的特殊性质，并在一定作用下表现出特殊的功能。新型薄膜材料主要应用于自动控制、集成电路、太阳能电池、交通等领域。像透明导电氧化物薄膜被广泛应用于太阳能电池、触摸屏显示器及透明视窗等设备中，是不可或缺的一类薄膜材料。透明导电氧化物薄膜将材料的光学性质和导电性质有效的进行结合，其具有很低的电阻率，在可见光波长内保持透明，对红外光具有较强的反射作用。这种薄膜材料由氧化物组成，化学性质稳定，同时还具有优良的耐摩擦性，采用合理的制备方法能够得到具有较强附着力的薄膜。由于具有这些良好的性能，透明导电氧化物薄膜在光电器件制备中具有广泛、重要的应用前景。
3 材料化学工程技术的进展
目前，南京工业大学开发的以陶瓷膜材料为核心的集成单元技术，在国内形成了以陶瓷膜为基础的新产业，同时发展出了陶瓷膜催化集成工艺、生物质乙醇制备工艺、陶瓷膜生产中药工艺等先进技术，带来明显的经济效益[3]。天津大学开创的以吸附材料为核心的吸附蒸馏技术，使吸附过程与蒸馏操作耦合在同一塔中，提高了分离因数，加强了脱附作用，同时还具有操作连续以及物料处理量大的优点[4]。通过控制反应及工艺条件，运用化学工程的方法理论对材料的加工过程进行控制是材料化学工程的另一重点内容。我国在这一领域已经取得较大进展，北京化工大学结合超重力场工程技术，在生产中实现了对材料形貌的控制，解决了从实验室阶段到工业化阶段的放大效应问题。超重力场能够强化物质的传递过程，通过改变其强度便可控制产品粒径。目前已经发展成了工业化技术体系，能够生产碳酸锶、碳酸钙、碳酸钡等纳米级粉体。清华大学将流化床工艺运用于生产碳纳米管，促进了碳纳米管的规模化生产，大幅降低了生产成本，为我国带来了巨大的经济效益。
4 展望
新型材料设计制备及化工过程优化是材料化学工程的研究目标，其关键问题是材料特性与生产过程的关系，材料微观结构与性能的关系。尽管在过去的几年中材料化学工程学科取得了巨大的进步，但仍然存在技术挑战，如材料微观結构在不同应用中的变化、基于新型材料的传质传热机理等。此外，材料加工和精炼方法需要进一步改进，减少污染，减少开采原材料对环境的破坏。因此，能够实现能量转化、具有储能、可供二次回收利用的新型材料及无污染的材料生产工艺是未来材料化学工程的发展重点。
结束语：
随着科技进步与发展，材料化学工程将渗透到各个行业，与其他学科专业的交叉越来越广，技术挑战越来越大。生命、能源和环境是当今世界各国都特别重视的领域，材料化学工程的各个分支学科的主要研究也应与这些方面密切相关。强化环境与绿色化学材料的研究，关注与公共安全相关的材料化学问题的研究将是未来研究的重要课题。
参考文献
[1]刘祺.材料化学工程的应用及趋势分析[J].信息记录材料，2018，19(09)：8-9.
[2]陶韶华.我国材料化学工程研究进展[J].中国战略新兴产业，2017(44)：21.
[3]洪昆.试析化学工程学科未来的发展动向[J].化工管理，2014(08)：34.
[4]胡文.材料化学工程的理论研究与应用发展[J].中国教师，2013(S2)：66-67.
作者：张世春
第三篇：材料化学工程的应用与发展探析
摘要：化学材料工程是近年来现代化学研究的热点，它在节能、环保、能源、军工等领域具有关键地位。它是许多高科技城市发展的基础和先导，对其应用和发展趋势进行研究对其快速发展具有重要意义。本文简要介绍了目前材料化学工程的应用进展，并对材料化学工程的未来发展前景进行了分析和探讨。
关键词：化学材料;工程;化工
1材料化学工程的概述
材料化学工程是一门新兴的跨学科学科，其研究领域跨越了材料、化学、化学工程和其他专业。发展方向主要分为两个方面：一是以新型功能材料为核心的化工厂操作工艺，如吸附解吸工艺、膜反应工艺、精馏工艺、膜分离工艺等。本方向主要利用新材料的物理和化学性能实现化工生产的物理传递和反应过程，通过研究物质在材料微观结构中的传递和反应规律，总结材料性能与材料结构的关系，进而建立新材料设计和化工单元工艺优化的工程理论和技术。二是利用化学工程方法和理论解决材料生产过程中的关键问题，通过对工艺条件的控制改善材料的结构和性能，实现产品的定性和定量生产，为材料生产的实验基础和产业规模建立参考。
2材料化学工程的应用
（1）纳米材料的应用
纳米材料的概念在20世纪80年代初确立，这些材料的整体尺寸在0.1-100米之间。由于其特殊的微观结构、小尺寸效应、表面效应和界面效应，它们无法被常规材料所取代，具有重要意义。结合热力学电磁、化学和光学特性，纳米材料不仅可用于光电子学，还可作为高效光电转换的新材料。以纳米技术为基础的技术，如电池、塑料和涂料，已经取得了很大的进展，并正在逐步推广。近年来，纳米材料在健康和生物系统中的应用也成为一个热点研究课题。在健康领域，纳米级药物载体被用来携带癌症药物分子，并通过使用载体分子识别特定细胞，将化疗药物分子直接应用于特定细胞（例如癌细胞）。在生物系统中，纳米材料技术在仿生技术中的应用也是当前最重要的研究领域之一。用纳米材料制成的人造皮肤可以实现与人体的良好接触，具有透气性和柔软性，这将是下一代人体仿生技术的发展方向。在新能源方面，新能源汽车的革命如火如荼，纳米级锂电池正极材料也是研究热点之一，通过提高正极材料中锂离子的交换效率，可以大大改善电池性能。特斯拉计划将纳米材料技术应用于三元锂离子正极材料，以增加正极材料的表面积，提高锂离子交换效率目标。可以说，纳米技术是21世纪科学领域最重要的技术革命。
（2）先进陶瓷材料的应用
陶瓷材料是金属和非金属元素的复合体，通常由氧化物、氮化物和碳化物组成。常见的陶瓷材料包括，例如，氧化铝、二氧化硅、碳化硅和氮化硅，以及瓷器、水泥和玻璃。先进的陶瓷在原材料和工艺方面与传统陶瓷不同。他们采用特定的结构设计，通过新的工艺技术将高纯度原材料的不同特性结合起来，生产出具有特定用途和性能的陶瓷。
先进的陶瓷材料根据其特性分为功能陶瓷和结构陶瓷。功能性陶瓷主要是通过修改材料或基体，使陶瓷材料具有一定的光敏感性、电敏感性、热敏感性或化学敏感性。在太阳能电池中，陶瓷的导电性和透明度可以通过在陶瓷中掺入金属氧化物纳米颗粒（如氧化锌和氧化物）来改善。在主要的光电元件中，介电陶瓷是集成电路基材的重要材料，即陶瓷电容器。在先进制造业中，压电陶瓷在传感器中有着重要的应用，是压力传感器中最关键的部件，而压力传感器是机器人的关键部件，因为它们在压力感应和运动校正中有着重要的应用。
结构陶瓷具有优良的化学、热和机械性能，如耐高温、低蠕变率、高硬度、耐腐蚀等，通常被用作各种结构的关键部件。它可以在许多恶劣的条件下工作，对实现许多新技术至关重要。在空间技术方面，航天器和航天飞机需要具有非常高的耐温性、高强度和低重量的结构材料，而先进的结构陶瓷材料可以满足这些要求。
（3）新型薄膜材料的应用
近年来，随着薄膜技术的快速发展，由各种材料制成的薄膜技术得到了广泛的应用。有各种各样的薄膜材料，目前被广泛使用的有：超导膜、导电膜、电阻膜、半导体膜等等。这些薄膜材料具有光、电、磁、热等方面的特殊性能，并在一定程度上发挥着特殊功能。新的薄膜材料主要应用于自动化、集成电路、太阳能电池、交通等方面。透明导电氧化膜被广泛用于太阳能电池、触摸屏、透明窗和其他设备。它是一类不可缺少的薄膜材料。透明导电氧化膜有效地结合了低电阻材料的光学和导电性能，在可见光波段保持透明，对红外光有很强的反射作用。这种薄膜材料由化学性质稳定的氧化物组成，具有良好的耐摩擦性。由于这些良好的特性，透明的导电氧化物薄膜在光电设备的制造中具有广泛而重要的应用前景。
3材料化学工程技术的进展
利用材料的物理和化学特性来实现化工生产中的转移过程和化学反应过程是材料化学工程的主要研究内容。南京理工大学开发的以陶瓷膜材料为核心的集成装置技术，在中国形成了以陶瓷膜为基础的新产业，同时开发了陶瓷膜催化集成工艺、生物质生产乙醇的工艺、陶瓷膜生产中药L-art等先进技术。中国已经形成了以陶瓷膜为基础的新产业，并开发了先进的技术，如陶瓷膜催化综合工艺、生物质乙醇生产工艺和陶瓷膜生产中药。天津大学开发的吸附蒸馏技术以吸附材料为基础，将吸附过程和蒸馏过程耦合在同一塔中，提高了分离系数，增加了解吸效率，同时还具有连续操作和大的物料处理能力的优点。
在控制反应和工艺条件方面，应用化学工程方法和理论来控制材料的处理是材料化学的另一个关键因素。
中国在这一领域取得了很大进展，北京化工大学结合超重力场技术实现了生产中对材料形态的控制，解决了从实验室阶段到工业阶段的放大效应问题。超重力场可以改善材料转移过程，并通过改变强度来控制产品的粒度。
该技术已经发展成为一种工业化设备，可以生产纳米级的碳酸锶、碳酸钙、碳酸钡和其他纳米粉末。清华大学将流化床工艺应用于碳纳米管的生产，促进了碳纳米管的大规模生产，大大降低了生产成本，给中国带来了巨大的经济效益。
4展望材料化学工程
作为材料科學、化学和化学工程的交叉学科，它不仅在技术上支持了材料科学的发展，而且还开辟了化学工程的新分支。国内外许多大学都在逐步设立化学工程课程，加强与其他学科的交叉融合。主要集中在材料性能和生产工艺之间的关系，以及微观结构和材料性能之间的关系。尽管化学材料工程学科近年来取得了很大的进步，但技术上的挑战依然存在，如材料微观结构在不同应用中的变化，以及基于新材料的质量和热量传输机制。此外，还需要进一步改进材料的加工和提炼方法，以减少原材料开采造成的污染和环境破坏。因此，能够进行能量转换、能量储存、二次回收和环境友好型材料制造工艺的新材料是材料化学技术未来发展的重点。
5结束语
生命、能源和环境是现代世界各国都特别重视的领域，化学材料工程各分支学科的主要研究应与这些领域密切相关。环境友好和绿色化学材料的研究以及与公共安全有关的材料化学问题将是未来研究的重要课题。
参考文献
[1]方玉诚.材料化学工程的应用与发展[J].化工设计通讯，2019：59.
[2]刘亚康.探析高分子材料工程的应用与发展[J].产城（上半月），2019：0221-0221.
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作者：徐昊