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《迷人的材料》读后感——我们发明材料、制造材料,而材料让我们成为我们

原作名: Stuff Matters: Exploring the Marvelous Materials That Shape Our Man-Made World

译名: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

作者: 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”。)

译者: 赖盈满

  这是我去年疫情居家隔离的时候看的一本书,一年过去了,翻看那时的读书笔记,如今整理一番。结合网上的一些书评以及我个人的阅读感受,个人非常推荐这本书,内容丰富,寥寥几笔无法完全通透地诠释整本书的精妙之处,喜欢的可以看完整版。假日周末,窗外或阳光倾泻或微风细雨,捧一杯花茶,阅读一本书,享受这份惬意自在。我看的是中文电子版,英文原版只看了序言部分,使用的也是常见的英语单词和句法。虽然是一本科普书,但称得上是一股清流,写得通俗易懂。每一章节针对不同的材料,有的结合自身见闻,有的结合历史发展,跨越了一定的年限,真情实感跃然纸上,都是生活中常见的物件,理论部分深入浅出,解惑了我们日常生活中的很多问题。

  书的序章部分,从作者个人的亲身经历开始,他还是学生的时候,被一个犯人抢钱,用凶器割破了他的5层衣服,而这个凶器竟然是一个很小的钢制的刮胡刀刀片。他去警察局写报告的时候,又发现了可以弯曲的一个钢制的订书针,他回家的时候乘坐的是钢制的汽车,吃饭用的是钢勺子。他陷入了疑惑,同样都是钢制材料,为什么有的可以很锋利,有的可以随意弯曲,有的又可以光滑有光泽。而他从此就爱上了材料学,这是他与材料的不解之缘。整本书,是由他的一张照片展开,照片中蕴含了大概十种材料,包括但不限于钢、纸、混泥土、巧克力、泡沫、塑料、玻璃、钻石、瓷器、植入物等。

  作者于2014年左右撰写此书,给这10种材料选了不同的形容词,indomitable的钢、trusted的纸、fundamental的混泥土、delicious的巧克力、marvelous的泡沫、imaginative的塑料、invisible的玻璃、unbreakable的钻石、refined的瓷器、immortal的植入物,每一章节针对不同的材料,有条有理。比如第二章的纸,会泛黄和分解承载着记录着共同回忆的相纸、守护文字几千年的木简(保存信息)、创造兴奋和期待感的包装纸(弯折和定形)、不会褪色的收据或发票(感热纸,纸张受热,纸上预涂的酸剂和无色染料发生反应)、记录灵感殿堂的信封背面、象征高级定制的纸袋(硬度、强度)、最诱人纸的形式的纸钞(特殊的棉基纸)、冻结在时光中的书籍(感觉、触碰)……也对材料未来的发展做出了一些展望。比如和生活息息相关的卫生纸,希望能有新的发明解决这件“人生大事”;会逐渐消失的纸质车票,而当下车票的确已经融入了数字世界,包括纸钞。作者从自己的角度出发,认为每个人都和物质世界有着千丝万缕的关系,而他只是在跟我们分享他的观点。首肯心折,我也只是在分享个人的所读所获,不全面不深刻之处无可厚非。

  材料都是人类需求与欲望的细致展现。“床头屋漏无干处,雨脚如麻未断绝”的茅草屋无法满足人类的居住需求,我们想要有更坚固的住所,抵御狂风暴雨,混凝土建造的广厦拔地而起。食物能持久保存且不失鲜美,入口即化发生固液相变的巧克力绽放你的味蕾。想要弥补身体的缺憾,器官修补材料可以帮忙;希望青春永驻,医用填充材料可以诠释完美;需要更卫生,更健康的一次性用品,各种塑料材料便应运而生……想要生活,想生活得更好,离不开材料的开发。材料的发展又促进了需求与欲望的膨胀。

  材料,它既可以创造这个世界,也可以毁灭这个世界。你可以用它们重建文明,也可以用它们毁灭世界。造福人类,也带来了很多问题。纸的发明提供了很多便利,但是无节制的滥用导致森林滥伐,水土流失风沙肆虐,生态平衡被破坏;塑料便捷轻巧价格便宜,但是随意乱丢乱扔,导致白色垃圾难于降解处理,影响生态环境;垂涎欲滴的巧克力,它的甜蜜与浓情,总能不断带给我们味觉和视觉的惊喜,然而不由自主食用过量会引起肥胖和其他疾病。材料没有罪,只是经常被误解。材料使用者要心中装把尺子,把握好度;材料制造者要迎难而上,解决这些科学难题,开发出可替代的材料。

  认识材料靠脑袋,也靠双手。制造材料的不止是材料学家和科技工作者,早期的厨师、家具师傅、珠宝匠、外科医生等都是材料制造者,他们对自己使用的材料都有自己的情感和运用方式。只是现在各司其职,分工更加明确而已。我的正畸医生得知我是材料所的研究生,就向我提到他们现在使用的一种“隐适美”牙套,采用高分子材料,颜色和牙齿相近,轻便舒适,备受年轻人的追捧。但是他在给患者矫正的过程中也遇到一些问题,他需要这个材料有更好的弹性模量,能够轻易调节,可以选择性地贴合牙齿。他想与这个领域的研究人员合作,我虽然是材料专业,却对这种材料知之甚少,而他可以算得上是这个领域的材料学家。我还停留在用脑袋凭空想象找思路的阶段,但是对材料的认识离不开在实践中发现问题,用双手挖掘隐藏的材料知识,手脑并用方能事半功倍。

  材料科学——掌握材料复杂的内在结构。人类建构了物质世界,不断挖掘这些物质来自何处、如何作用,又如何定义。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,物质行为也会随之改变。光学显微镜、扫描电子、透射电子显微镜等一些先进的科学仪器的发明,帮助了我们更好地观察微米纳米尺度的材料结构。未来材料学科的发展和这些仪器的研发紧密相关。致敬从事仪器研发工作的学者,没有仪器的进步,材料学科大概也将止步不前。

  材料改写了我们的生活。学过历史的人应该都不陌生,文明的发展阶段从石器时代、青铜时代、铁器时代到现在的硅时代(硅芯片和信息革命),都是以材料划分的。我们生活在物质世界中,材料科学的发展和社会发展密不可分,材料拥有意义,诉说着我们的理念,让我们成为我们。上周和师兄提前去师姐吃年夜饭的时候,师兄大展厨艺做了一份鱼火锅,其中也有很多的学问,戴口罩眼镜起雾遮挡视线、白色的陶瓷刀卫生轻便锋利、微波加热快速便捷、玻璃杯突遇热水炸裂……一番感慨,学的一些知识看起来没用,实则都潜移默化地影响着我们生活的方方面面。不管当初是我们选择了材料,还是材料选择了我们,读完这本书都会觉得意义非凡。材料学科博大精深,我知悉的凤毛麟角,还是要藏修游息,朝益暮习。

  作者通过一段被刺了一刀的机缘开始了他的材料事业,而这本书就是我们的机缘。材料虽然遍布我们周遭,却往往面貌模糊,隐匿在我们的生活背景中,我们需要的是挖掘深藏在表面之下的材料之谜,走进丰富多彩的材料世界。

  (先进制造所 丁慧)

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