关键词：材料化工；材料科学；产业化；地位作用
一、材料化学工程的应用现状
（一）纳米材料
纳米材料已经成为各个行业领域的一种工具和转换材料，尤对医学、光电、光热等领域研究和应用起着非常重要的推动作用，推进了这些学科领域的研究深度。而纳米材料的名称由来源于其最为重要的性质，也就是纳米级粒子构成，从而延伸出了很少有其他材料能够代替的性质，例如超导态、粉体粒径等物理特性，化学性质更是多样且具有较强的特殊性。因此，纳米材料应用范围极广，红外感元件、纳米氧化锌聚丙烯纤维等都积极应用纳米材料从而提高质量和性能。
（二）先进陶瓷
先进陶瓷一般分为结构陶瓷和功能陶瓷两种，结构陶瓷的物理性能是普通陶瓷的数倍，具有极高的强度和硬度，并且耐高温高压、耐腐蚀，再加上结构陶瓷具有很强的机械力，因此比合金和聚合物更加耐用，一般应用于轴承制作、燃烧室等；而功能陶瓷则应用于更多高新技术领域，例如信息技术和计算机行业，军事领域也充分应用了功能陶瓷中的压电陶瓷，这是一种可以通过施加压力产生极化反应和电位差的材料，常用于原子弹起爆器。
（三）新型薄膜材料
薄膜材料是一种软薄的薄片，厚度小于1微米，而新型薄膜材料则是根据薄膜材料的运用不同而进行细分，常见的是磁性薄膜和纳米复合薄膜，而超晶格薄膜随着半导体应用的逐渐广泛而在不断研制和创新中，从砷化镓到后来的铟镓砷等等。这种超晶格薄膜主要是用于与硅进行融合，形成新的制作工艺为高科技产品设备以及空间技术作贡献。
二、材料化工在材料科学与产业化中的地位和作用
（一）计算机材料辅助设计
随着现代信息技术的普及，计算机的相关技术发展也越来越成熟，除了互联网等软件的开发和应用，计算机的硬件材料设备也在不断地研制以适应软件的运用要求。因此，关于计算机材料的辅助设计已经成为国际材料的重要研究领域，一些发达国家也开设了相关的大型材料数据信息系统，加强对计算机材料的性能、成分、制作工艺等方面的研究和细化，例如上述说到的先进陶瓷这样的材料就能够应用于计算机材料研究上。另外，这些研究系统不仅是对材料的创新，也是对工艺的提炼和创新，从而降低制造成本，尽可能加快产业批量生产的进程。
（二）产品设计与工艺设计结合
传统的制造工艺是非常依赖于产品本身的，需要产品设计出来后进行制作，不仅花费了更多时间和人力成本，而且效果不是很好，因为工艺制作没能和产品设计先进行融合，因此不能确定工艺制作是否能够达到要求。因此，将两者相结合，例如电子、光子器件的制作利用技术将设计和工艺首先进行融合，这样就可以优化设计和过程控制，提高生产的效率，甚至是提高制备的能力。
（三）材料合成和材料加工一体化
材料化工这一学科其中一个重要作用就是解决材料合成和加工相互独立导致生产效率降低的问题，为现代高新材料的研究提供工艺支撑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为市场对现代高新材料的需求越来越大，材料合成和加工的分离会使得生产效率下降，材料无法更早投入应用，再加上现代高新材料尤其是复合材料的研究和制作工艺具有很大的不同，传统的方式很难满足要求，因此利用材料化工将两个工艺一体化能够提高生产的效率和质量。
（四）新材料制备和放大
材料化工同样遵循“三传一反”的过程，即动量传递、热量传递和质量传递，而大部分的材料和器件的制作成功的基本条件就是成品的稳定、均匀以及性能的成功，一般而言，实验员通过实验室的设备、技术、材料和环境能够实现。然而，实验室所制作的新材料样品是依托实验室的先进物质环境而成功的，但是新材料放大生产，即产业化生产、商业化生产则是非常困难的，因为大部分的工厂和制作厂商在制造新材料时缺少大量的材料、技术和器件。因此，材料化工这一桥梁如何实现两者的连接和转换显得非常重要。
（五）材料及原料的高纯度
目前我国高新技术的发展对新型材料的要求比较高，尤其在材料的成分上控制得越来越严格，甚至对材料的纯度有了更加具体的要求，例如某些材料中所含的杂质要降至10-12级。另外，这些高纯度的材料不只是用于研究，而是需要进行大规模应用的，因此想要使用如此高纯度且大批量的新型材料光靠普通的材料研究工艺是不行的，还需要化工提取、化工合成和化工冶金的方法，这些方式本身是属于化学工程里的，因此只有将材料的研发技术和化学工程的工艺相结合，新材料的研究才能得以广泛应用。
三、材料化学工程的发展前景和战略
（一）加强工程化的基础研究
材料化学工程的基础研究加强本身就是对材料化工的提升，根据新型材料的需求和产业化的市场需求，目前材料化工的基础研究需要包含以下几类，一是新材料的微结构应用化工技术实现和控制；二是创新制备粉体材料反应器的设计化工原理以及相关的方法，提高新材料的制作效率；三是对新材料纯度的提升，例如膜分离、萃取、离子交换色谱等方法的研究和深化；四是化工技术和新材料制作工艺的优化和融合；五是关于材料化工技术的提升，可以从优化技术和创新技术两方面进行研究。
（二）建立高效转化系统
从发达国家的新材料信息数据系统建立就可以看出，想要让新材料尽快投入自主批量生产，需要通过两个大的模块，一是新材料的研究和制备方法，二是化学工程的知识、技术和设备的发展。前者是为了不断创造新材料以适应国家行业发展的需求，后者是为了将新材料投入到批量生产中，形成市场化和商业化运行。因此，材料化工的重要性因新材料的市场需求而凸显，而建立一个高校转化系统的核心就在于对材料化学工程学科的提升和发展。因此，我国也逐渐意识到材料化工的重要性，着手建立一批工程研究开发中心，也在高校中建设和完善材料化工专业，培养更多专业人才。
（三）建立材料化工的示范工厂，促进材料化工产业形成
在研究中心建立之后，对化工技术的研究最终也是为了材料化工技术能够广泛传播，并应用于工厂的新材料批量生产中。因此，材料化工将实验成果和放大生产的转换最后一步就在于材料化工的工厂建立，通过第一批的示范工厂建设，加快工厂应用材料化工技术，将材料研究成果正式与市场对接，从而建立大规模的产业体系，并且为市场开拓更多新产品，而市场的原材料和资源又被吸收到新材料研发中，形成一个自主生产的闭环，以促进产业的形成和成熟。
四、结束语
综上，材料化工是材料化学与产业化连接的桥梁，国家也将通过材料化工技术达到新材料的批量生产和市场投放，使得新材料应用于行业之中，促进高新科技的发展。
参考文献：
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[3].化工新型材料[J].新材料产业,2019(12):83-85.
论文作者: 胡珑耀
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/28
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