迷人的材料 彩图升级版 天津科学技术出版社 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

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？世界上最薄却最坚硬的东西是什么？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。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。

序章走进神奇的材料世界

一刀引发的机缘

材料构筑了我们的世界

文明时代就是材料时代

看不见的微观世界影响大

01不屈不挠的钢

晚熟的科技

没有金属铜，就没有金字塔

钢是谜样物质

钢铁是珍贵的军事力量

武士刀完成不可能的任务

贝塞麦法掀起工业革命

不再夜夜磨刀

误打误撞不锈钢

02值得信赖的纸

化身为笔记纸

保存记录

印成相纸

印制成书

变身为包装纸

以收据或发票呈现

灵感来源的信封

不可或缺的卫生纸

充满高贵气质的纸袋

光鲜亮丽的封面纸

化身带我去远方的车票

钞票是另类的纸

是纸又不是纸的电子纸

实实在在的报纸

传达蜜意的情书

03作为基础的混凝土

混凝土要多久才会干

加水多少是关键

园艺家发明钢筋混凝土

施工迅速且便宜的建材

必得隐形，不能示人

04美味的巧克力

只熔你口的技巧

嗅觉与味觉的不错享受

可可豆不可生吃

繁复的化学过程

分离后再加起来

好看好的滋味

绝妙的感官刺激

有潜力的健康食品

05不可思议的发泡材料

难忘的惊鸿一瞥

跟果冻一样的东西

握在手中的蓝天

飞向太空的材质

捕捉太空物质

随星尘号远航

06充满创造力的塑料

塑料没有罪

用塑料取代象牙

化学的车库革命

塑料有助于人体防腐

塑料专利之争

珠宝的替代品

假牙也有塑料革命

视觉文化史的转折点

电影推手

07透明的玻璃

高温闪电造玻璃

罗马人的科学智慧

中国人独缺的发明

玻璃透光的奥秘

玻璃推动科学进步

玻璃揭开啤酒的面纱

粉身碎骨保安全

透过玻璃看见世界

08坚不可摧的石墨

钻石是最昂贵的碳结构

潇洒的钻石大盗

钻石变石墨

煤炭化为黑玉

合成多种碳结构

更轻更强的碳纤维

神奇材料石墨烯

09精致的瓷器

真正的永续环保材料

中国人发明精致瓷器

中国引领风骚五百年

繁复的制造过程

与文化相结合

10长生不死的植入物

变得更强的方法

解决牙疼烦恼

用钛固定韧带

关节置换不麻烦

人体组织可再造

无法克服老化

后记材料科学之美

万物都由原子构成

结构尺度影响大

肉眼可见的尺度

生命与无生命的分野

材料拥有意义

致谢

图片来源

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，“英国百大影响力科学家”。他乐于为大众讲解材料科学知识，曾担多部纪录片主持人，包括英国广播公司（BBC）第二台制作的《发明的天才》。他还是伦敦大学学院制成研究中心主任。已出版畅销书《迷人的材料》。

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纸有非常适合凹折与弯曲的力学构造。大力折纸会让该部位的纤维素纤维断裂，产生永久的弯折，但仍有足够的纤维没有受损，使得纸张不至于撕开或断裂。这种情况下，纸其实还是很难撕裂，但只要折痕边稍有破口， 出现小小的施力点，很容易就能沿着折痕轻松撕开。这两项特点让纸可以凹折成任何形状，几乎没有其他材料可以媲美，也促成了折纸艺术的出现。金属箔膜可以折出折痕，但不是很好弄；塑胶板除非够软，否则无法保持折痕，但太软了又会失去包装东西所需的刚性，无法定形。正是由于纸能维持弯折又可以定形，使得它成为包装礼物的完美选择。

用纸包装礼物利落又光鲜，凸显了礼物的崭新与价值。它够强韧，能在运送途中保护礼物，又够好撕，连小宝宝也扯得开。撕开包装纸的那一刻， 礼物瞬间从秘密变成了惊喜。拆礼物就和出生一样，让东西有了新的生命。

情书却也让分手变得艰难，因为信中文字就如同合照里的影像，会永远留存在纸上，对心碎的恋人是一场酷刑，对决定分手的一方则如芒刺在背，就算没有凸显他的移情别恋，也诉说着他的昨是今非。幸好纸是含碳的东西，对所有想要摆脱情伤的人来说，都有一个最好的方法。这方法需要的东西不多，就是一根火柴。

中国人的材料技术发展领先了西方世界足足一千年。他们在纸、木材、陶瓷、和金属的发展上都是专家，却独独忽略了玻璃。

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

金属只要掺入少量其他物质就会改变性质，这是研究金属的乐趣所在。以金银合金为例，你可能好奇银原子到哪里去了，答案是，银原子就嵌在金块的晶格里，占去一个金原子的位置。正是因为银原子的取而代之金子才会变硬。

合金通常比纯金属坚硬，原因很简单：外来原子的大小和化学性质，都跟原本的金属原子不同因此嵌入后会扰动原本金属晶体的物理和电子结构；产生一个关键后果—让位错更难移动。位错更难移动，晶体形状就更难改变，金属也就更坚硬。因此，制造合金就成为防止位错移动的一门技艺。

在自然界中，其他晶体里也会发生原子取代。纯氧化铝晶体是透明的，但只要其中含有铁原子就会变成蓝色，也就成为俗称的蓝宝石，同理，纯氧化铝晶体包含了铬原子也会变色，成为红宝石。

从黄铜时代青铜时代到铁器时代，在文明不断发展中，合金也越来越坚硬黄铜很软，属于天然矿产，而且容易熔冶，青铜比黄铜坚硬许多是铜的合金，含有少量的锡，偶尔还包括砷，因此如果手上有黄铜又知道方法，只需要费一点功夫就能做出强度和硬度都比黄铜高十倍的武器和剃刀，唯一的麻烦是锡和砷非常稀有青铜时代的人开发了许多精心找出的贸易路线从康瓦尔和阿富汗等地运送锡矿到中东各文明的中心，就是为了这个目的，

由于缺乏玻璃技术，东方就算工业发达，也未能发明望远镜和显微镜，这些物品都要等到西方传教士引入时，才得以接触。当时中国工艺技术遥遥领先，实在无法判断，是否因为少了这两项关键的光学仪器，才未能如17世纪的西方般更进一步发生科学革命。

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前言

书籍介绍

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？世界上最薄却最坚硬的东西是什么？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。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。