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表面化学，让我们的生活更有面子
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人们常说，表面文章当少做。不过，德国科学家格哈德·埃特尔却在表面化学领域取得了杰出成就，做出了扎扎实实的“表面文章”。他不仅开创了表面化学的方法论，更造就了许多惠及人类日常生活的应用成果。 湖南师范大学化学化工学院院长、博导尹笃林教授表示，表面与界面是材料物理、化学性质发生空间突变的二维区域，材料的许多重要物理、化学过程首先发生在表面，同时材料的很多破坏和失效也首先起源于表面和界面。因此，表面是材料与外部环境直接发生联系的窗口，从研究材料表面界面的各种物理化学过程入手最终可以达到改变材料性能的目的。譬如航天员上太空，所穿的衣服如何耐得住高温，衣服的质地就很有讲究。 表面化学对于化学工业很重要，它可以帮助我们了解不同的过程，例如铁为什么生锈、燃料电池如何工作、汽车内催化剂如何工作等。此外，表面化学反应对于许多工业生产起着重要作用，例如人工肥料的生产。表面化学甚至能解释臭气层破坏，半导体工业也是与表面化学相关联的科学领域。 人们早就知道，氮肥对于农业生产而言具有举足轻重的作用。２０世纪初发展而来的哈伯－博施法使得将大气中的氮制成氨成为可能，但人们在寻找制备反应的催化剂方面苦无收获。而埃特尔的研究发现，氨的合成反应在铁催化剂表面进行时效率大大提高，使这一技术的产业化成为现实，这给人类社会的农业生产带来了巨大的经济效益。此外，汽车排放出的尾气中含有大量一氧化碳，如果不加净化则会对人类生活造成危害。埃特尔有关一氧化碳在金属铂表面的氧化过程的研究，催生了汽车尾气净化装置。 尹笃林教授介绍，表面科学已经成为现代工业技术开发的基础之一。对材料表面腐蚀过程中物理化学反应机制的研究，将有助于发展更为有效的材料表面防护方法，没有表面（界面）物理化学的研究成就则谈不上半导体工业的发展，现代半导体工业也几乎不可能存在。特别是在半导体器件高度集成化的今天，界面问题将是直接影响器件工作效率和寿命的关键，譬如电脑从纯平到液晶，其实也与表面科学有关。随着表面科学的发展和对材料表面物理化学过程认识的不断深入，表面科学必将对基础科学和工业技术的发展发挥越来越重要的作用。 |
3楼2008-05-28 16:17:07
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醉乡常客2楼
2008-05-28 13:57
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OK [ Last edited by catju on 2008-5-31 at 10:36 ]
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