基本信息
书名:迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事
定价:49.8元
作者:(英)马克·米奥多尼克著,赖盈满
出版社:北京联合出版公司
出版日期:2015-09-01
ISBN:9787550257610
字数:180000
页码:
版次:1
装帧:平装
开本:16开
商品重量:0.4kg
编辑推荐
※获1届“文津图书奖”科普类推荐图书。
★比尔·盖茨撰文推荐!
★材料学大师的力作。「未读·探索家」畅销科普系列图书。
★2014年英国皇家学会科学图书奖。2014年度科学类选书。《物理世界》2014年推荐**科普书。《纽约时报》2014年*值得阅读的一百本书之一。
★一部材料科学的颂歌,以高超的故事写作手法,引导你步入材料学的神奇世界,探究身边10种寻常之物背后激动人心的故事。
★**次将材料的科学知识和它们给人的感官感受组合在一起,勾起人无限的好奇心,并从中发现诗意和美。
注:封底凡无企鹅防伪标识者均属未经授权之非法版本。
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比尔·盖茨:你再也不会用同样的眼光看待铅笔、茶杯和剃刀了
比尔·盖茨/文
来源:比尔·盖茨
人们有各种各样的执念——或犯傻或认真。从痴迷桥牌(比如我),到仰望天空寻找未知星球,各种各样的喜好正是人性中*美的事物之一。然而,并不是每个人的爱好都能成为供普通人阅读的好书。
《迷人的材料》中讲到,马克·米奥多尼克(MarkMiodownik)的个人喜好和职业追求,既包括诸如纸、玻璃、水泥、钢材这样的日常材料,也包括促使世界发展的超级新兴材料。我很高兴看到他这样诙谐、聪明的作者,写出了这本妙趣横生、深入浅出的书。
我*喜欢的作家、历史学家瓦克拉夫·斯米尔(VaclavSmil)也写过一本关于材料的好书。但和米奥多尼克的书比起来相去甚远。斯米尔是个考据派,从不会把一点浪漫主义带进书里。米奥多尼克恰恰相反——比起数字,浪漫轻松的语言才是他的*爱。
name='OLE_LINK7'>米奥多尼克,一个毕业于牛津、供职于世界**实验室的材料科学家,却和材料科学有着纠结的邂逅。20世纪80年代,高中生米奥多尼克在伦敦地铁站赶上了抢劫。据他自己所说,当时他盯着劫匪闪亮的刀刃,竟然忘了自己背上5寸伤口的疼痛。“就这一小片钢,甚至还没有邮票大,竟然毫不费力地划破了5层衣服,然后刺穿了我的表皮层、真皮层。”他在书中如是写道,“从这一刻起我迷上了材料科学。”
普通都不会花太多心思思考钢这种东西,反正也不会被抢劫。但据米奥多尼克说,钢可是魅力无限。铁是钢的铸造原料,但钢和铁比**的优势,是在于压力之下钢更坚韧——它不易产生裂纹,也更难折断。从罗马时代起,铁匠们就开始铸钢了。到了19世纪中叶,科学家们发明了更加廉价的工业铸钢法,钢材就成了人们生活的中心,从生活用具到交通工具、城市建筑,钢的身影无所不在。
下一个世纪,人们在材料科学上可能会有更大的革新。我就住在世界*长的浮桥(EvergreenPointFloatingBridge)旁边,这座浮桥也和许多其他现代建筑一样,由钢筋混凝土浇筑而成。它已经为西雅图服务50多年了,如今到了它寿命的尽头。我站在院子里,能看到工人们开工搭起新桥。米奥多尼克告诉我们,未来的桥梁很可能会用“自愈水泥”铸造,一下子能省下数十亿美元的修缮、替换费用。
自愈水泥是材料科学的一项的研究。在火山湖中,硫的含量高到会烧灼人的皮肤。科学家却从中找到了一种具有高度适应性的细菌,它们能在岩石中休眠长达数十年。假如把这种细菌注入钢材,再加上供其生长的淀粉养料,当未来钢材出现裂纹,水流入其中时,细菌就会被激活,找到淀粉,开始成长、分裂,分泌出矿物质,堵住裂缝。
我个人非常喜欢书中关于碳的那一章。关于这种原子过去、现在和未来在人类生活中扮演的角色,米奥多尼克提出了自己丰富的见解。碳的众多存在形式之一——钻石,几千年来都是爱情和战争的象征。煤炭给工业和运输注入能量,也深刻影响着大气的化学组成。由石墨纤维和环氧树脂胶组成的碳纤维材料,如今正在逐渐改变着体育、航天、汽车工业的现状。我*近听说西雅图购进了碳纤维城市公交车。和传统的钢造公交车比起来,这种公交车更轻便、更清洁,动力却更强,也更安全,还能为市政省下一大笔汽油费用。
碳的存在形式还有很多,比如石墨烯——由石墨原子拼接组成的一层;碳纳米管——由石墨烯卷曲而成。石墨烯是人类所知的*薄,却*坚韧的材料——比纸还轻,却比钢坚韧200倍。它还是***好的人造导体。也许有一天,石墨烯会取代硅质芯片,为计算机科学和通讯科技开启新纪元。是的,材料是如此重要!
用“政治术语”讲,有时候,比起候选人真正的资质,选民们其实更看重自己愿不愿意和候选人一起喝上一顿酒。米奥多尼克能征服所有“选民”,而且他的专业资质和水平都非常棒。我非常期待他未来的作品。
内容提要
从茶杯、喷气发动机到家用电器、内裤,我们的生活充满了材料。但你想过没有,为什么玻璃是透明的?是什么让橡皮筋有弹性?为什么曲别针会弯曲?为什么不锈钢不生锈?水泥也能做成衣服?世界上薄却坚硬的东西是什么?为什么某一种材料做成的东西会长那样?材料如何塑造了我们的世界又对我们的生活产生了怎样的影响?
世界材料学大师带你用材料科学家的眼睛,以全新的方式看待你身边的每一样东西:钢、纸、混凝土、巧克力、塑料、玻璃、瓷器……
本书以渊博的知识和极富感染力的文字写就。它不仅揭露了各种物质背后的神奇结构,还告诉我们隐藏在其背后的精采故事。每一章介绍一种材料,辅以照片和手绘图,极富可读性和趣味性。
目录
作者介绍
马克·米奥多尼克:伦敦大学学院材料科学教授,英国皇家工程学会会士,入选《泰晤士报》「英国百大影响力科学家」。他乐于为大众讲解材料科学,且广受欢迎,曾担任多部纪录片的主持人,包括英国国家广播公司第二台(BBC2)制作的《发明的天才》。2010年,他获邀在科普界负盛名的英国皇家科学院圣诞讲座进行演讲。
他也是伦敦大学学院制成研究中心主任,这个中心有一座材料馆,收藏了地球上神奇的一些物质,并和多所博物馆共同推出互动节目,合作伙伴包括泰特现代美术馆(TateModern),黑沃德画廊(HaywardGallery)和威康收藏馆(WelleCollection)等。
文摘
序章走进神奇的材料世界
一刀引发的机缘
我站在地铁车厢里,身上有一道13厘米、后来被医生诊断为穿刺伤的伤口在汩汩渗血,我心想:接下来该怎么办?
那是1985年5月的一天,我在车门关上前跳进车厢,把攻击者挡在门外,却没闪过他的一刀,背上被划了一下。伤口像遭利纸割伤一样剧痛,而我看不到伤势有多重。但身为英国人,又是中学生,我心中的难堪压过了应有的常识。因此我非但没有呼救,反而决定好闷不吭声坐车回家。这么做很怪,但我就是那样做了。
为了让自己分心,别去注意疼痛和鲜血流过背部的不适,我试着回想刚才究竟发生了什么。那家伙在月台上朝我走来,向我要钱。我摇头拒绝。他突然凑得很近,让人很不自在。他盯着我说他有刀,他说这话时喷了几滴口水,洒在我的眼镜上。我顺着那家伙的目光望向他蓝色连帽夹克的口袋,发现他一手插在口袋里,里面凸起了一块。我直觉认为他只是虚张声势,凸起来的是他的食指。接着我心里闪过另一个念头:就算他有刀,也是很小一把,才塞得进口袋里,因此绝不可能伤人太重。我自己也有小刀,知道那种刀很难刺穿我身上那么多件衣服,包括我引以为傲的皮夹克、灰色羊毛西装制服、尼龙V领毛衣、白色棉衬衫,外加打了一半的条纹制服领带和棉背心内衣。我脑中迅速浮现一计:继续跟他说话,然后趁车门关上之前把他推开,赶紧上车。我看见车就快来了,确信他来不及反应。
有趣的是我猜对了一件事:他真的没有刀。他手上的武器只是一把用胶带缠住的剃刀刀片。那一块小铁片不比邮票大,却一口气割穿了五件衣服,刺破我的表皮和真皮,一点阻碍也没有。我后来在警局看到了那玩意儿,整个人愣傻了,如同遭催眠一样。我以前当然见过剃刀,但那一刻却发现自己根本不了解它。我那时刚开始刮胡子,只看过嵌在比克牌橘色塑料刮胡刀里的刀片,那玩意感觉友善得很。警察问我凶器的事,我们之间的桌子微微晃动,剃刀也跟着摇晃,映着日光灯熠熠生辉。我清楚地看见它的钢刃依然无缺,下午那一番折腾没有在上面留下任何刮痕。
我记得后来要填笔录,爸妈焦急地坐在我身旁,不晓得我为何停笔不前。难道我忘了自己的姓名和地址?其实我是在盯着页的订书针瞧,很确定它也是钢制的。这一小根其貌不扬的银色金属不仅刺穿了纸面,而且干净利落,精准无比。我仔细观察订书针的背面,发现它两端整整齐齐对折收好,把纸紧紧抱住。连珠宝匠也没有这等功夫。我后来查到世界上把订书机是工匠亲手为法国国王路易十五打造的,每一根针上都刻着国王的姓名缩写。谁想得到订书机竟然有皇室血统?我觉得这订书针真是“巧夺天工”,于是指给父母亲看。他们两人对看一眼,面带愁容,心想这孩子是神经错乱了。
我想是吧,因为怪事显然发生了。那一天,我正式成了“材料迷”,而头一个对象就是钢。我突然对钢超级敏感,发现它无所不在,其实只要开始留意,就会察觉确实如此。
我在警察局做笔录时,发现圆珠笔尖是钢做的;我父亲焦急地等待时,钥匙圈当啷作响,那也是钢制成的;后来它还护送我回家,因为包住我家车子外壳的还是钢,而且厚度比一张明信片还薄。说也奇怪,那辆小Mini平常很吵,但我觉得它那天特别乖巧,仿佛在代表钢为下午的事向我道歉。回家后,我和父亲并肩坐在餐桌前,安静地喝着母亲煮的汤。我突然停下来,发现自己正拿着一块钢片放进嘴里。我把不锈钢汤匙吸吮干净,拿出来看着它发亮的表面。那勺面又光又亮,连我变形的倒影都看得见。“这是什么材质?”我挥动手里的汤匙问父亲,“还有,它为什么没味道?”说完,我把汤匙放回嘴里仔细吸吮,确定它是不是真的没味道。
我脑中涌出了几百万个问题。钢为我们做了那么多事,我们为什么几乎不曾提到它?这材料和我们那么亲密,我们把它含在嘴里、用它去除不要的毛发、坐在它里面到处跑,它是我们忠实的朋友,我们却几乎不晓得它如此的诀窍。为什么剃刀用来切割,回形针却能随意弯折?为什么金属会发亮,玻璃却是透明的?为什么几乎所有人都讨厌混凝土而喜欢钻石?为什么巧克力那么好吃?某某材料为什么外观是那样子、有那样的性质?
材料构筑了我们的世界
自从那天被人刺伤之后,我几乎所有时间都沉迷在材料里。我在牛津大学攻读材料科学拿到博士,研究主题是喷气发动机用合金,接着又到全球各地先进的实验室担任材料科学家和工程师。我对材料愈来愈着迷,手边收藏的特殊材料也愈来愈多。那些样本如今都纳入我跟同事兼好友赖芙琳(ZoeLaughlin)和康林(MartinConreen)共同打造的材料馆里。其中有些怪得离谱,例如美国航空航天局的气凝胶,成分有99.8%是气体,感觉就像固态烟雾;有些具有放射性,例如我在澳洲一家古董店很里面的角落发现的铀玻璃;有些很小却重得夸张,例如要费尽千辛万苦才能从钨锰铁矿提炼铸成的钨条;有些虽然常见却隐含不为人知的秘密,例如自愈型混凝土。这座材料馆目前位于英国伦敦大学学院的制成研究中心,里头收藏了上千种材料,呈现出建构我们这个世界——从住家、衣服、机器到车辆的各种原料。你可以用它们重建文明,也可以用它们毁灭世界。
然而,我们还有一个更巨大的材料馆,里头收藏了数百万种材料,这是已知大的材料馆,而且收藏数量一直呈指数增长:那就是人造物的世界。请看本页的照片。这是我在我家屋顶喝茶的照片。这张照片非常普通,但如果仔细观察,就会发现它像一份型录,列出了建构我们整个文明世界的各种材料。这些材料很重要。拿掉混凝土、玻璃、织物、金属和其余材料,我就只能光溜溜地飘在空中发抖。我们或许自认为文明,但文明绝大多数得归功于丰饶的物质。少了物质材料,我们可能很快就得和其他动物一样为了生存而搏斗。因此从这个角度看,是衣服、住宅、城市和各式各样的“东西”让我们成为人(只要去过灾区就知道我在说什么),而我们用习俗和语言让它们具有生命。因此,材料世界不仅是人类科技与文化的展现,更是人类的一部分。我们发明材料、制造材料,而材料让我们成为我们。
文明时代就是材料时代
从我们对文明发展阶段的划分(石器时代、青铜时代和铁器时代)就可以看出材料对我们而言有多么根本和重要。人类社会每一个新时代都是因为一种新材料出现而促成的。钢是维多利亚时代的关键原料,让工程师得以充分实现梦想,做出、铁路、蒸汽机和邮轮。修建英国大西部铁路与桥梁的工程师布鲁内尔(IsambardKingdomBrunel)用材料改造了地景,播下了现代主义的种子。
20世纪常被歌颂为硅时代,是因为材料科学的突破带来了硅芯片和信息革命。但这个说法忽略了其他五花八门的崭新材质,它们同样改写了现代人的生活。建筑师运用大规模生产的结构钢和平板玻璃建起摩天大楼,创造出新的都市生活形态。产品和服装设计师用塑料改变了我们的住宅与穿着。聚合物制造而成的赛璐珞催生了影像文化一千年来的大变革,也就是电影的诞生。铝合金和镍超合金让我们制造出喷气发动机,使得飞行从此变得便宜,进而加速了文化互动。医用和牙科陶瓷让我们有能力重塑自己,并改写了残障与老化的定义。整形手术的英文是plasticsurgery,而plastic既有“整形”也有“塑料”的意思,这显示材料往往是新疗法诞生的关键,从器官修补(如髋关节置换手术)到美化外表(如硅胶隆胸)都是如此。德国解剖学家冯哈根斯(GunthervonHagens)博士展出人体标本的“人体世界展”,也展现了新颖的生物医用材料对文化的影响,促使我们思考自己生时和死后的物质性。
人类建构了物质世界。如果你想了解其中奥秘,挖掘这些物质来自何处、如何作用,又如何定义了我们,这本书便是献给你的。材料虽然遍布我们周遭,却往往面貌模糊得出奇,隐匿在我们生活的背景中,毫不显眼,乍看很难发现它们各有特色。绝大多数金属都会散发灰色光泽,有多少人能分辨铝和钢的差别?不同的树木差异明显,但有多少人能说出为什么?塑料更是令人困惑,谁晓得聚乙烯和聚有什么差别?但更根本的问题或许是:这种事有谁在乎?
我在乎,而且我想告诉你为什么。不仅如此,既然主题是材料,是构成万物的东西,那我爱从哪里开始都可以。因此,我选了我在屋顶的照片当成这本书的起点和灵感来源。
我从照片中挑了10种材料,用它们来说“东西”的故事。我会挖掘这10种材料当初发明的动机,揭开其背后的材料科学之谜,赞叹人如何用高明的技术把它们制造出来。更重要的是,我会说明它为何重要,为何少一物便不能成世界。
在发掘的过程中,我们将发现材料和人一样,差异往往深藏在表面之下,大多数人唯有靠先进的科学仪器才能略窥一二。因此,为了了解材料的性质,我们必须跳脱人类的经验尺度,钻进物质里面。唯有进入这个微观世界,我们才能明了为何有些材料会有气味,有些则无;有些东西上千年不变,有些一晒太阳就发黄变皱;有些玻璃可以防弹,但玻璃酒杯却一摔就碎。这趟微观之旅将揭开我们饮食、衣着、用具和珠宝背后的科学,当然还探索了人体。
不过,微观世界的空间尺度虽小,时间尺度却常常大得惊人。就拿纤维和丝线来说,它的尺寸和头发差不多,是细得肉眼几乎看不见的人造物,我们可以用它来制造绳索、毛毯、地毯和重要的东西:衣服。我们身上穿的牛仔裤和所有衣服都是微型编织结构,而许多结构的式样比英国的巨石阵还古老。人类历史都记载衣服能保暖、庇护身体,还能穿出时尚,但衣服也是高科技产品,20世纪发明了强韧的纤维,让我们可以制作太空衣保护登陆月球的航天员,还有坚固的纤维可以制造义肢。至于我,我很开心有人发明了一种名叫“凯芙拉”的高强度合成纤维,可以制作防刀刺的内衣。人类的材料技术发展了几千年,所以我会在书中不断提到材料科学史。
本书每一章不但会介绍一种材料,还会提供一个认识材料的不同角度。有些主要从历史出发,有些来自个人经验;有些强调材料的文化含义,有些则强调科技的惊人创造力。每一章都是这些角度的独特混合,理由很简单,因为材料太多种类也太多样,我们跟材料的关系也是如此,不可能一概而论。材料科学是从技术层面了解物质的强大、统合的理论架构,但重点还是关于材料,而不是探讨科学。毕竟所有东西都是由别的东西制成的,而制造东西的人(艺术家、设计师、厨师、工程师、家具师傅、珠宝匠和外科医生等),对所使用的材料都有属于自己的情感、感觉和运用方式。我想捕捉的就是如此丰富多样的材料知识。
例如,我在讨论纸的那一章用了许多角度,像快照一样呈现,理由不只是纸有各种形态,还因为几乎所有人都在以许多方式使用纸。但在讨论生物医用材料的那一章,我却钻入了“人类的物质自我”(也就是人体)的深处。这块领域正迅速成为材料科学的处女地,不断有新材料出现,开启了名为仿生学的全新世界,让人体得以借助植入物而重建。这些植入物都经过设计,可以“聪明地”融入肌肉和血液的运作中。它们誓言改变人和自我的关系,因此对未来社会有深远的影响。
看不见的微观世界影响大
由于万物都由原子组成,因此我们无法不谈原子的运作原理,也就是人称量子力学的理论。这表示我们一旦进入微观原子世界,就必须完全舍弃常识,开始谈论波函数和电子态。愈来愈多材料从这个微观尺度创造出来,而且这些材料看起来几乎无所不能。运用量子力学设计而成的硅芯片已经催生了信息时代,而以同样方式设计的太阳能电池很有潜力,只靠阳光就能解决能源问题。不过革命尚未成功,我们还在使用石油和煤炭。为什么?在发电领域有一个明日之星——石墨烯,我会试着用它来解释当下发电方式的局限。
简而言之,材料科学的基本概念就是:看不见的微观世界若有变化,那么在人的尺度之中,物质行为也会跟着改变。我们的祖先能做出铜和钢之类的新材料,就是因为碰巧蒙到了这个过程。差别只在于老祖先没有显微镜,看不见自己在做什么,但这只让他们的成就显得更加惊人。比方说,敲打金属不只会改变它外在的形状,还会改变它内在的结构,因此若用某种方式敲击,金属的内在结构就会有所改变,使它变得更硬。我们的祖先从经验中学到了此事,只不过并不知其所以然。人类的材料知识从石器时始就不断累积,但直到20世纪才掌握了材料的真正结构。然而,蕴含在铸铁和其他工艺里的经验知识依然重要,而本书提到的材料也几乎都是经由我们手脑并用才发现和认识的,因此认识材料不仅靠脑袋,也靠双手。
人在感觉和生活上都和材料建立了关系,这带来了许多奇妙的结果。有些物质虽然有瑕疵,我们却爱不释手;有些材料很实用,我们却深恶痛绝。就拿陶瓷来说吧。陶瓷是餐具的原料,我们的杯碗瓢盘都是陶瓷做的,无论住家或餐厅,少了陶瓷就不完整。
人类从几千年前发明农耕以来就在使用陶瓷,然而陶瓷用久了容易有缺口、发生龟裂,甚至在不该破的时候摔得粉碎。我们为何不改用更坚固的材料,例如塑料或金属来制作碗盘和杯子?陶瓷在物理上有这些缺点,我们为何还对它不离不弃?许多领域的学者都在问这个问题,例如考古学家、人类学家、设计师和艺术家,但有一门学科专门有系统地研究人对材料的感官反应,并且发现了许多有趣的现象,那就是心理物理学。
例如针对“酥脆感”所做的研究显示,我们觉得某些食物好吃与否不只是跟味道有关,还跟品尝时的声音有关,两者同样重要。这让不少厨师受到启发,开发出具有音效的餐点,而某些薯片商更进一步,不仅让产品更酥脆,还让包装更会发出声音。我在介绍巧克力那一章会讨论材料的心理物理学意义,同时说明材料的感官性几百年来一直是人类发明创造的主要动力。
这本书当然无法涵盖所有材料,也无法尽述材料和人类文化的关系,而是概略介绍材料如何影响我们的生活,并且阐述即使单纯如在屋顶上喝茶的活动,也必须倚赖复杂的物质网络才能进行。各位不必到博物馆就能领略历史和科技如何推动人类社会,它们的影响此时此刻就在你身旁四周,只是我们多数时候视而不见。我们必须视而不见,因为要是我们整天一边用手指滑过水泥墙面,一边发出赞叹,肯定会被当成疯子。但在某些机缘下你会陷入沉思:我在地铁站被人刺了一刀的那一刻,就属于那样的机缘,而我希望这本书也提供这样的机缘,能让你走进神奇的材料世界。
序言
最近手痒入手了一本《迷人的材料》,原以为会是一本硬邦邦的科普书,结果却是一场精彩绝伦的科学之旅!作者像是拥有魔术师般的笔触,将十种“改变世界的神奇物质”活灵活现地展现在我眼前,让我惊叹不已。我一直对我们生活的这个物质世界感到好奇,但又苦于找不到合适的入门途径,这本书恰恰填补了我的空白。 书中对“合金”的阐述让我受益匪浅。我之前对合金的理解仅仅是金属的混合,但这本书让我明白了合金的强大之处在于其“协力共赢”的特性。作者详细解释了合金的形成机理,以及不同金属元素在固溶、化合物等形态下如何改变整体的强度、硬度、耐腐蚀性等性能。我看到了钢材(铁与碳的合金)如何支撑起摩天大楼和桥梁,铝合金如何让飞机轻盈起飞,不锈钢如何在家用电器中发挥重要作用。书中还提到了镍钛合金的形状记忆效应,以及它的在医疗器械上的应用,这让我对“材料的组合”产生了全新的认识,原来简单的混合也能产生如此巨大的能量。 而关于“陶瓷”的章节,更是让我大开眼界。我一直认为陶瓷只是碗碟、花盆,但这本书让我认识到了现代陶瓷的强大功能。作者解释了陶瓷独特的晶体结构,以及这种结构赋予它耐高温、耐腐蚀、绝缘等优异的特性。我看到了氧化铝陶瓷在火箭发动机喷口中的应用,氮化硅陶瓷在高速轴承中的作用,以及氧化锆陶瓷在高端刀具和医疗植入物上的重要地位。读到这些,我才明白,原来陶瓷并非是脆弱的代名词,它在极端环境下也能展现出惊人的韧性。书中还穿插了一些陶瓷制作的传统工艺和现代技术,让我看到了古老智慧与现代科技的完美结合。 这本书最打动我的地方,在于它不仅仅是科学知识的传递,更是一种对科学探索精神的赞颂。作者在讲述每一种材料时,都会穿插一些关于发明者、科学家以及材料发展历程的感人故事。我被那些科学家们在实验室里默默耕耘的身影所吸引,他们为了揭示物质的奥秘,付出了多少心血,克服了多少困难。比如,书中对“玻璃”的讲解,就提到了科学家们如何从简单的硅砂中提炼出透明且坚固的材料,以及如何通过不断的技术革新,让玻璃拥有了各种神奇的特性。 总而言之,《迷人的材料》是一本让我爱不释手的科普读物。它用通俗易懂的语言,为我打开了科学的大门,让我看到了物质世界的神奇之处,更让我对人类的智慧和创造力充满了敬佩。我强烈推荐这本书给所有对世界充满好奇,渴望了解那些“改变世界”的幕后英雄——神奇材料的读者。
评分这本书真是让我大开眼界!我一直对物质科学有着浓厚的兴趣,但往往觉得那些枯燥的化学公式和物理定律离我太远。《迷人的材料》彻底颠覆了我的认知。它没有直接灌输晦涩的理论,而是通过讲述一个个引人入胜的故事,将“改变世界的神奇物质”背后的科学原理娓娓道来。 比如,书中对“超导材料”的描述,简直就像科幻小说一般。我之前以为超导只是在极低的温度下发生的现象,这本书却深入浅出地解释了它的原理,以及科学家们如何一步步突破技术瓶颈,最终实现高温超导。读到作者描述当年发现高温超导时的激动人心的场面,我仿佛也置身其中,感受到了科学探索的巨大魅力。书中还举了超导材料在磁悬浮列车、核聚变发电等领域的应用前景,让我对未来的交通和能源有了更清晰的想象。 而对于“纳米材料”,我的理解也更进了一层。我一直以为纳米只是一个很小的单位,这本书却让我明白,当物质缩小到纳米级别时,它的性质会发生翻天覆地的变化。作者用生动的比喻解释了纳米材料的独特性质,比如表面积与体积之比的增大,以及由此带来的催化、抗菌等神奇功效。书中提到的纳米机器人、纳米药物等概念,更是让我惊叹于人类的智慧和创造力。我开始重新审视生活中那些看似平凡的材料,也许它们在纳米层面就隐藏着巨大的潜力。 这本书的魅力还在于,它不仅仅是介绍“是什么”,更是探究“为什么”。作者不会止步于描述一种材料的特性,而是会追溯其发现的历史,讲述科学家们如何克服困难,如何通过实验和理论的结合,最终揭示其背后的奥秘。这种深入的挖掘,让我对科学研究的过程有了更深刻的理解,也更加敬佩那些为科学发展做出贡献的先驱者们。 总而言之,《迷人的材料》是一本老少皆宜、通俗易懂又极具启发性的科普读物。它成功地将抽象的科学概念具象化,让我在阅读中不仅增长了知识,更点燃了我对科学的无限热情。我强烈推荐给所有对世界充满好奇、渴望了解物质奥秘的朋友们!
评分最近读完《迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事》这本书,我感觉自己的大脑被重新格式化了一遍。我一直以为自己对“材料”这个词的概念仅限于衣物、建筑或者是一些普通的日用品,但这本书彻底刷新了我的认知。作者以一种非常独特且引人入胜的方式,将那些听起来就充满魔力的物质,如“液晶”、“半导体”和“生物可降解塑料”等,抽丝剥茧地展现在我们面前,并且详细地讲述了它们是如何一步步从实验室走向改变世界的舞台。 书中对“液晶”的阐述让我印象深刻。我平时使用的手机屏幕、电视屏幕,其背后的核心技术竟然就是液晶。作者非常细致地解释了液晶分子在电场作用下的取向变化,以及这种变化如何控制光的通过,从而形成我们看到的图像。这个过程听起来非常复杂,但作者用非常形象的比喻,比如比作微小的“指南针”会根据电流方向自动调整角度,让我瞬间就明白了其中的道理。而且,书中还提到了液晶在太阳能电池、传感器等领域的潜在应用,让我看到了这项技术远超我想象的广阔前景。 关于“半导体”的部分,更是让我对现代电子产品有了全新的认识。我之前对半导体只知道它们是电脑、手机等电子设备的核心,但这本书却深入浅出地讲解了它们为何能够导电又绝缘的特殊属性,以及硅这种普通的元素是如何被提炼、加工,最终成为支撑整个信息时代的关键。作者还讲述了早期晶体管的发明故事,以及科学家们如何不断优化半导体材料和工艺,才有了今天我们习以为常的各种电子设备。读到这些,我才真正体会到,我们手中轻巧的设备,背后蕴含着多么庞大且精密的科学体系。 让我尤其感动的是,这本书不仅仅是介绍物质的特性和应用,更是充满了人文关怀。作者在讲述每一种材料时,都会穿插一些关于发明者、研究者们的故事。他们为了揭示物质的奥秘,付出了多少心血,经历了多少挫折,这些都让我对科学研究有了更深的敬意。比如,书中提到“生物可降解塑料”的发明,不仅是为了解决塑料污染问题,更是科学家们对地球环境的深深关切。 总的来说,《迷人的材料》是一本非常优秀的科普读物,它以一种极富感染力的方式,将科学的魅力展现在读者面前。它让我看到了科学的力量,看到了人类智慧的闪光,更让我对未来充满了期待。我强烈推荐这本书给所有对世界充满好奇,渴望了解那些“看不见的”科学故事的朋友们。
评分我最近入手了一本叫做《迷人的材料》的书,还没拆封就迫不及待地翻了翻,结果就被里面的内容深深吸引住了。这本书完全颠覆了我对“材料学”的刻板印象,我原以为会是一堆晦涩难懂的公式和专业术语,结果作者却用一种非常故事化的方式,将“改变世界的神奇物质”娓娓道来,让我读得津津有味。 书中对“石墨烯”的介绍就让我非常震撼。我一直知道石墨烯是碳的一种形态,很轻很薄,但这本书让我明白了它为什么被称为“神奇材料”。作者详细介绍了石墨烯的二维结构,以及这种结构赋予它的超乎想象的强度、导电性和导热性。读到石墨烯在柔性显示器、高速通信、甚至太空电梯方面的应用设想,我简直不敢相信,一块薄薄的材料竟然能承载如此宏大的未来。作者还描述了石墨烯发现过程中的一些趣事,比如两位科学家是如何在实验室里“偶然”发现了它,然后又花了多久才把它从一张纸上剥离出来,这个过程听起来就充满了智慧和韧性。 另一章关于“形状记忆合金”的内容也让我大开眼界。我之前对这种材料完全没有概念,读了之后才知道,原来有些金属可以“记住”自己的形状,并在受到外力变形后,通过加热或冷却恢复原状。这本书用形象的比喻解释了镍钛合金的工作原理,比如它在温度变化时,其原子间的排列方式会发生改变,从而导致宏观形状的变化。我立刻联想到了医疗领域,比如微创手术中的支架,还有一些智能服装的设计,这些都离不开形状记忆合金的贡献。书中还提到了一些有趣的早期应用,比如一些老式打火机或者玩具,现在想来,这些背后都隐藏着如此精妙的科学原理。 这本书的叙事方式非常引人入胜,它不是简单地罗列材料的特性,而是将每一种材料的发现、发展和应用,都融入了一个个引人入胜的故事中。作者似乎非常擅长将复杂的科学概念转化为读者易于理解的语言,同时又不失严谨性。我特别喜欢书中对科学家们探索过程的描写,那种对未知的渴望,那种在无数次失败中寻找突破的勇气,都让我深受感动。 总的来说,《迷人的材料》是一本非常成功的科普读物,它不仅让我学到了很多关于材料科学的知识,更重要的是,它让我对科学探索本身产生了更深的敬意和兴趣。我强烈推荐这本书给那些对科学世界充满好奇,但又害怕复杂理论的读者。
评分最近一口气读完了《迷人的材料》,感觉像是在一场精彩的科学冒险中,发现了许多隐藏的宝藏!我一直对我们身边的物质世界充满了好奇,但又觉得科学理论太过遥远,《迷人的材料》这本书恰恰用一种极其引人入胜的方式,为我揭示了那些“改变世界的神奇物质”的秘密。作者的文笔流畅生动,将深奥的科学原理转化成了一个个精彩的故事,让我读得津津有味。 书中对“磁性材料”的介绍,让我对“看不见的力量”有了全新的认识。我之前只知道磁铁能吸附铁,但这本书让我明白了磁性材料为何能够产生如此强大的作用。作者详细解释了磁畴、磁畴壁等概念,以及不同材料在磁场作用下,其原子内部电子的排列方式如何发生变化,从而产生磁性。我看到了永磁体在电机、扬声器、硬盘等设备中的关键作用,也看到了软磁材料在变压器、电磁铁等应用中的重要性。书中还提到了新型磁性材料的研究,如稀土永磁材料、巨磁阻材料等,它们在新能源、信息存储等领域的巨大潜力,让我惊叹于磁性材料的无穷魅力。 而关于“复合材料”的章节,更是让我看到了材料科学的创新前沿。我之前对复合材料的概念比较模糊,但这本书让我明白了,将不同性质的材料巧妙地组合在一起,就能创造出性能远超单一材料的“超级材料”。作者详细介绍了纤维增强复合材料,比如碳纤维增强聚合物(CFRP),它不仅强度极高,而且非常轻便,在航空航天、汽车制造等领域发挥着重要作用。我还了解了夹层复合材料,它们通过将不同材料层叠起来,来实现轻质高强的特性,比如在飞机机翼和船体结构上的应用。读到这里,我才真正体会到,科学的创新往往来自于不同领域的融合与协同。 这本书最让我感动的是,作者在讲述每一种材料时,都穿插了许多关于发明者、科学家以及材料发展历程的动人故事。她没有枯燥地罗列数据和公式,而是通过讲述这些鲜活的人物和他们的探索经历,展现了人类对未知世界的执着追求和不懈努力。比如,书中对“黏合剂”的阐述,就追溯到了人类早期使用天然树脂、动物胶等黏合剂的历史,以及现代化学工业如何发展出各种高性能的合成黏合剂,它们连接了无数的零件,支撑起我们的生活。 总而言之,《迷人的材料》是一本非常优秀的科普读物,它以一种通俗易懂、生动有趣的方式,为我打开了科学的大门,让我看到了物质世界的无限可能,更让我对人类的智慧和创造力充满了敬意。我强烈推荐这本书给所有对世界充满好奇,渴望了解那些“改变世界”的幕后英雄——神奇材料的读者。
评分我最近读完的《迷人的材料》这本书,简直就是一本开启我奇妙科学之旅的宝藏!我一直以为科学世界是遥不可及的,充斥着我无法理解的公式和理论,但这本书彻底打消了我的顾虑。作者以一种极其生动活泼、充满故事性的笔调,为我揭开了十种“改变世界的神奇物质”的神秘面纱,让我惊叹于大自然的鬼斧神工和人类的智慧结晶。 书中对“稀土元素”的介绍让我尤为着迷。我之前对稀土的了解仅限于它是“稀有”而且“贵重”的,但这本书让我明白了它为什么如此重要。作者用生动的比喻解释了稀土元素原子核外层电子的特殊结构,正是这种结构赋予了它们在光学、磁学和催化等方面的独特性能。我看到了稀土在永磁电机、LED照明、激光技术以及新能源汽车电池中的关键作用,简直不敢相信,这些不起眼的小元素,竟然是现代高科技产业不可或缺的基石。书中还讲述了稀土发现过程中的一些传奇故事,以及各国围绕稀土资源的博弈,让我对这种“工业维生素”有了更深刻的认识。 而关于“合成纤维”的章节,更是让我重新审视了我们日常生活中穿着的衣物。我之前只知道尼龙、涤纶这些名字,但这本书让我明白了它们是如何通过化学反应,将石油等基础原料转化为具有各种优异性能的纤维。作者详细讲解了聚合反应的原理,以及不同聚合方式如何产生具有不同特性(如强度、弹性、透气性)的合成纤维。读到这里,我才真正理解,为什么一条看似普通的运动裤,能够如此舒适耐穿,而一件轻便的雨衣,又能做到防水透气。书中还提到了合成纤维在医疗、航天等领域的广泛应用,让我看到了这项“人造”材料的巨大潜力。 这本书最让我欣赏的地方在于,它不仅仅是枯燥的知识堆砌,而是将科学与人文巧妙地结合在一起。作者在讲述每一种材料时,都会穿插一些关于发明者、科学家以及材料发展历程的动人故事。我被那些科学家们不懈的探索精神、在无数次失败中坚持不懈的毅力所深深打动。比如,书中对“聚合物”的讲解,就提到了科学家们如何从天然橡胶的性能限制中寻求突破,最终创造出具有各种神奇功能的合成聚合物,这过程听起来就充满了智慧和挑战。 总的来说,《迷人的材料》是一本让我受益匪浅的科普读物,它用通俗易懂的语言,为我打开了科学的大门,让我看到了物质世界的神奇之处,更让我对科学探索本身充满了敬意和热爱。我强烈推荐这本书给所有对世界充满好奇,渴望了解那些“改变世界”的幕后英雄——神奇材料的读者。
评分最近刚翻完《迷人的材料》,感觉像是经历了一场关于物质世界的奇幻漂流。这本书就像一本藏宝图,引领我发现那些隐藏在我们日常生活中,却拥有改变世界力量的神奇物质。作者的文笔极其生动,将那些原本可能枯燥的科学原理,转化成了引人入胜的故事,让我读得欲罢不能。 书中关于“天然橡胶”的描述,让我对这种我们熟悉的物质有了全新的认识。我一直以为橡胶就是轮胎和橡皮筋,但这本书让我明白,天然橡胶复杂的分子结构赋予了它独特的弹性和韧性。作者详细解释了聚异戊二烯分子的长链结构,以及硫化过程如何通过在橡胶分子间形成交联键,大大增强了橡胶的强度和耐久性。读到这部分,我立刻联想到生活中的各种橡胶制品,从鞋底到密封圈,它们都是天然橡胶经过巧妙转化后的杰出代表。书中还提到了天然橡胶在第一次和第二次世界大战中的战略意义,以及科学家们如何努力寻找合成橡胶的替代品,这个历史进程本身就充满了戏剧性。 而关于“聚合物”的章节,更是让我对塑料有了更深刻的理解。我之前对塑料的印象是“廉价”、“易得”,但这本书让我看到了聚合物材料的无限可能。作者从单体的聚合过程讲起,解释了聚乙烯、聚丙烯等不同聚合物的结构特点,以及这些结构如何决定了它们在不同领域的应用。我看到了轻便耐用的塑料在包装、建筑、汽车制造中的身影,也看到了功能性聚合物在医疗、电子等尖端科技中的重要作用。书中还探讨了塑料污染的严峻挑战,以及科学家们正在开发的生物可降解塑料,这让我看到了科学在解决环境问题上的努力和希望。 这本书最让我印象深刻的,是作者在讲述每一种材料时,都将科学知识与历史、人文巧妙地融合在一起。她不是简单地罗列事实,而是通过讲述科学家们的故事,展现了人类探索未知、改造世界的勇气和智慧。比如,书中对“水泥”的讲解,就追溯到了古罗马时期,讲述了人类是如何发现并利用火山灰等材料来制作具有强大粘合力的建筑材料,这让我看到了科学的传承和发展。 总而言之,《迷人的材料》是一本兼具知识性和趣味性的科普读物。它用一种非常接地气的方式,将复杂的科学概念变得易于理解,同时又充满了人文情怀。我强烈推荐这本书给所有对我们生活的物质世界感到好奇,渴望了解科学背后精彩故事的读者。
评分最近读完《迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事》,感觉像是进行了一次知识的“寻宝之旅”。我一直对生活中的各种奇妙现象充满好奇,而这本书就像一位博学的向导,为我揭示了隐藏在日常事物背后,那些“改变世界”的物质的秘密。作者的叙事风格非常引人入胜,将原本可能深奥的科学原理,用生动形象的比喻和精彩的故事娓娓道来。 书中关于“催化剂”的介绍,让我对化学反应有了全新的认识。我之前只知道催化剂可以加速化学反应,但这本书让我明白了它的神奇之处在于,它自身在反应过程中并不消耗,却能极大地降低反应所需的能量。作者用生活中常见的例子,比如汽车尾气净化器中的催化剂,以及工业生产中用于制造化肥、塑料的催化剂,来解释催化剂的重要作用。读到这里,我才意识到,原来我们生活中许多便利的产品,都离不开这些“默默奉献”的催化剂。书中还提到了科学家们如何寻找和设计新型催化剂,以提高反应效率,降低能耗,这让我看到了科学在可持续发展中的重要贡献。 而关于“生物材料”的章节,更是让我惊叹于大自然的神奇创造力。我之前对生物材料的了解仅限于一些简单的生物制品,但这本书让我看到了生物材料在医学、工程等领域的巨大潜力。作者详细介绍了蛋白质、核酸、多糖等天然生物大分子的结构和功能,以及它们如何被用于制造药物载体、组织工程支架、生物传感器等。读到这里,我仿佛看到了一个充满无限可能的未来,人类可以利用生物的智慧,来解决健康、环境等方面的挑战。书中还讲述了一些关于生物材料研究的感人故事,比如科学家们如何从自然界中汲取灵感,来设计出能够模拟生物功能的材料。 这本书最让我感到振奋的是,它不仅仅是知识的传递,更是一种对科学探索精神的歌颂。作者在讲述每一种材料时,都会穿插一些关于发明者、科学家以及材料发展历程的精彩故事。我被那些科学家们不懈的探索精神、在无数次失败中寻找突破的勇气所深深打动。比如,书中对“染料”的讲解,就提到了科学家们如何从煤焦油中提取出具有鲜艳色彩的有机染料,这不仅改变了纺织业,也为现代化学工业的发展奠定了基础。 总而言之,《迷人的材料》是一本让我爱不释手的科普读物。它用通俗易懂的语言,为我打开了科学的大门,让我看到了物质世界的神奇之处,更让我对人类的智慧和创造力充满了敬意。我强烈推荐这本书给所有对世界充满好奇,渴望了解那些“改变世界”的幕后英雄——神奇材料的读者。
评分最近偶然翻开《迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事》,简直就被这本书深深吸引住了!我原本以为自己对材料科学一窍不通,读这本书就像是进入了一个充满惊喜的宝藏世界。作者的笔触非常细腻,将那些我们日常生活中司空见惯,却又至关重要的物质,描绘得栩栩如生,并且揭示了它们背后令人惊叹的科学原理。 书中对“金属”的介绍,让我从全新的角度认识了这种古老而强大的材料。我之前只知道铁、铜、铝这些金属,但这本书让我明白了金属之所以具有导电、导热、延展性等特性的根本原因——它们原子之间自由电子的运动。作者详细解释了金属晶体的结构,以及不同金属元素如何通过合金化来增强其性能。我看到了钢材如何支撑起宏伟的建筑,铝合金如何为飞机提供轻盈的翅膀,铜线如何传递电能,甚至还有一些稀有的金属,如铂、金,它们在催化、电子产品等领域的关键作用。书中还提到了金属冶炼的历史演变,以及科学家们如何不断探索新的合金组合,来满足日益增长的技术需求。 而关于“硅”的章节,更是让我对现代科技有了更深层次的理解。我一直知道硅是半导体材料,是计算机芯片的基石,但这本书让我明白了硅的神奇之处究竟在哪里。作者详细解释了硅原子最外层电子的特殊轨道结构,以及它如何能够通过掺杂不同的元素,精确地控制其导电性。从简单的二极管到复杂的集成电路,这些微小的硅片承载着我们这个信息时代的脉搏。书中还提到了硅在太阳能电池、光学纤维等领域的应用,让我看到了这项“不起眼”的元素所蕴含的巨大能量。 这本书最令我赞叹的是,作者将科学知识与人类的智慧和历史紧密地联系在一起。她不仅仅是介绍材料的特性,更是在讲述材料背后的故事,讲述科学家们是如何在探索中不断前行,如何克服困难,最终改变了世界。比如,书中对“玻璃”的阐述,就追溯到了古埃及时期,讲述了人类是如何从简单的沙子中提炼出透明且坚固的材料,以及玻璃的每一次技术革新,都对人类文明的发展产生了深远的影响。 总而言之,《迷人的材料》是一本极具启发性的科普读物。它以一种轻松愉快的方式,让我领略了物质世界的奥秘,感受到了科学的力量,更让我对人类的创造力和探索精神充满了敬意。我强烈推荐这本书给所有渴望了解科学世界,却又害怕枯燥理论的读者。
评分最近读完《迷人的材料》,简直就像完成了一场穿越时空的科学探险!这本书用一种极其吸引人的方式,将十种“改变世界的神奇物质”呈现在我眼前,并且细致地讲述了它们背后的科学故事。我一直对我们身边的物质世界充满好奇,但又觉得科学理论太过抽象,这本书恰恰弥补了我的这一遗憾,让我看到了科学的魅力和力量。 书中对“绝缘体”的描述,让我对电流的控制有了更深的理解。我之前只知道电线外面包裹着塑料,所以不会触电,但这本书让我明白了绝缘体之所以能够阻挡电流,是因为它们的原子核对电子的束缚力极强,电子难以自由移动。作者用生动的比喻,将绝缘体比作“电子的牢笼”,让我瞬间就理解了它的工作原理。我看到了绝缘体在电力输送、电子设备安全运行中的重要作用,从高压电线到手机内部的电路板,都离不开这些“沉默的守护者”。书中还提到了不同种类的绝缘体,比如陶瓷、玻璃、橡胶等,它们各自的特性决定了它们在不同场景下的应用。 而关于“光学材料”的章节,更是让我对我们看到的缤纷世界有了全新的认识。我之前只知道镜子和眼镜是光学材料,但这本书让我明白了,光学材料的种类和功能远不止于此。作者详细解释了透明、半透明、反射、折射等光学现象是如何通过材料的结构和性质产生的。我看到了玻璃如何被加工成相机镜头,让我们可以捕捉远方的景象;看到了棱镜如何将白光分解成七彩的彩虹;看到了LED材料如何发出高效而节能的光。书中还提到了纳米光学材料在超材料、光通信等前沿领域的研究,让我看到了光学材料的未来发展方向。 这本书最让我印象深刻的是,作者在讲述每一种材料时,都将科学知识与人类的探索和创造紧密地联系在一起。她不仅仅是介绍物质的属性,更是在讲述材料背后的故事,讲述科学家们是如何在好奇心的驱使下,不断探索物质的奥秘,并用他们的智慧和创造,改变了我们的生活。比如,书中对“色素”的讲解,就追溯到了古代人类如何利用植物、矿物来为衣物和壁画着色,以及现代化学工业如何合成出种类繁多、色彩鲜艳的人工色素。 总而言之,《迷人的材料》是一本兼具知识性和人文性的科普读物。它用一种非常亲切易懂的方式,为我打开了科学的大门,让我看到了物质世界的奇妙之处,更让我对人类的智慧和创造力充满了敬意。我强烈推荐这本书给所有对世界充满好奇,渴望了解那些“改变世界”的幕后英雄——神奇材料的读者。
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