有机高分子材料的特性范文第1篇

【关键词】晶体学；材料化学；课程模块

现代科学技术赖以发展的各种材料主要以固态形式存在。按照基本粒子排列的有序程度，固态物质可以分为晶态、非晶态和准晶态。鉴于大多数材料只存在于晶态之中且晶态材料具有特殊的规则性，在近代自然科学体系中，通过晶态获得微观立体结构信息已成为极其重要的研究渠道。因此，晶体学是材料科学发展的重要支柱。

材料化学是材料科学的重要分支，是一门研究材料的制备、组成、结构、性质及其应用的科学[1-2]。在材料化学的课程学习中，对于材料结构的认识尤为重要[3]。本文结合本科教学实践，分析了《材料化学》课程的特点和存在的问题，阐述了以晶体学为主线的课程设计及教学方法。

1 《材料化学》课程的特点及存在的问题

首先，《材料化学》是材料类专业的重要专业基础课，课程内容多，涵盖了材料的制备、结构、性能及应用。从所涉及的材料来看，包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、纳米材料、功能材料等。这就要求《材料化学》授课教师的知识面广，在内容组织上不仅能体现不同材料各自的特点，还要强调它们之间的联系。

其次，不同于《无机化学》等课程，作为一个较新的学科和课程，《材料化学》不具备经典、权威教材。目前，各大出版社的《材料化学》教材内容各不相同，有些甚至差别较大。此外，新材料的开发、传统材料的升级一直是研究热点。因此，材料相关的理论和知识日新月异。如何将新技术、新成果引入到《材料化学》课程中，做到知识与时俱进，是课程教学中面临的一个重要问题。

2 以晶体学为主线的《材料化学》课程教学

2.1 课程内容模块化

按照材料化学专业培养目标及山东科技大学人才培养的特点，材料化学课程选用李奇教授编写的《材料化学》作为教材。根据对本课程的理解，以晶体学基本原理为主线，将课程内容进行模块化整合，分为背景模块、晶体学原理模块、金属材料模块、无机非金属材料模块、高分子材料模块和学科前景模块。

2.2 课程设计及教学方法

背景模块主要介绍材料化学课程在材料科学中的地位、材料化学课程内容、学习目的及学习方法，结合实际例子（如摔不碎的纳米陶瓷刀，“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”――金属玻璃等）激发学生对课程的兴趣。

晶体学原理模块中以晶体的周期性和对称性为教学重点，结合宏观实例解释微观的概念和原理。鉴于晶体学原理模块内容较为抽象，在教学过程中采用多媒体与模型（主要是球棍模型）相结合的方式，通过对比教学加强学生对基本概念和原理的掌握。从晶体与非晶体的异同入手引出晶体的周期性和对称性，从晶棱、晶面和晶胞三个层次分析晶体的特点，结合X射线衍射完整讲解晶体学知识，引导学生构建完整的晶体学理论框架。

在学习晶体学知识的基础上，金属材料模块、无机非金属材料模块和高分子材料模块分别从三大类材料各自的结构出发结合制备方法引出材料的性能及应用。在金属材料模块的教学中，结合前期《无机化学》中有关金属晶体的知识，引出“等径圆球密堆积”的模型，从而分析金属单质一维、二维和三维密堆积的基本形式。为了使学生更好的理解二维密堆积中四面体空隙和八面体空隙的产生，在教学中将学生分成若干小组，每组发放一定数量的乒乓球（代表金属单质原子），请学生动手排出密堆积的形式。另外，准备已组合好的模型，让学生从不同角度观察二维密堆积，查找四面体空隙和八面体空隙的位置。通过二维密堆积的详细讲解和学生的动手组装，使学生更好的理解密堆积，为后续金属单质的三维密堆积和合金结构的学习打下良好的基础。

在金属材料中除了金属晶体之外，还涉及到准晶这一特殊的结构。与晶体的长程有序不同，准晶具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性。这部分的教学中着重强调准晶与晶体在结构上的不同，并由此引出其制备和性能的特殊性。

在无机非金属材料模块的教学中，引导学生从比较离子晶体与金属晶体的结构区别入手，结合球棍模型的组装，使学生掌握离子晶体结构的解析方法。着重强调离子晶体结构分析中以往学生经常出现的错误。例如氯化铯（CsCl）晶体的解析，学生在根据晶体结构示意图（图1）进行分析时往往得出其为体心立方结构，但实际上CsCl晶体应该是简单立方结构。该错误的出现是因为学生并未掌握离子晶体结构分析要点。在离子晶体的结构解析中，应首先分析负离子（或正离子）的排列方式，然后查找正离子（或负离子）的位置及其占据的空隙类型，最后分析正负离子的配位数以及每个晶胞中所含正负离子个数。只有按照这样的分析方式才能正确得出晶体结构。在学生熟悉无机材料典型的晶体结构后，引出无机材料的经典制备方法，并比较各种方法间的差异，由此得出材料的性能和应用。在晶态无机材料的教学中，穿插近代科研中比较热门的碳材料（如碳纳米管、石墨烯等）和分子筛材料，分析这些材料的特殊结构及由此衍生出的特殊性质和应用。例如，分子筛材料特殊的孔道结构使其具有择形催化性能并在石油化工领域中有着非常重要的应用。

图1 氯化铯（CsCl）晶体的结构示意图

另一方面，在无机非金属材料中还涉及到非晶态材料。教学过程中通过晶体结构的周期性和对称性，引出非晶态材料（如玻璃等）的结构特点，注重新兴非晶态材料（如金属玻璃）的合成及性能。

在高分子材料模块的教学中，引导学生总结高分子与小分子在结构上的差异，引出高分子的晶态、非晶态、液晶态和取向态。结合偏光显微镜对球晶的观察，使学生进一步明确晶态高分子与金属晶体、离子晶体等的区别。通过高分子材料的晶态没有小分子完善，而其非晶态的有序性却高于非晶态小分子，引出高分子材料具有小分子所不具备的特殊性能和应用。

在前景展望模块，主要从化学的角度针对材料的发展进行分析，使学生认识到材料的特殊魅力。结合材料化学的发展前沿，提高学生对材料学科今后发展趋势的认识，为学生成为材料专业技术人才奠定坚实的基础。

3 结语在材料化学课程教学中，以晶体学为主线将金属材料、无机非金属材料和高分子材料串联在一起。采用比较式教学、多媒体和模型相结合的教学手段，加深学生对材料结构、制备、性能和应用的理解和认识，提升学生分析解决问题的能力。

【参考文献】

[1]米晓云，张希艳，柏朝晖，等.科研对材料化学课程教学的促进作用[J].现代教育科学，2009，1：112-114.

有机高分子材料的特性范文第2篇

1．何为高分子化学

顾名思义，高分子就是相对分子质量很高的分子，它是高分子化合物的简称。高分子化合物，又称聚合物或高聚物，是结构上由重复单元（低分子化合物—单体）连接而成的高相对分子质量化合物。高分子的相对分子质量非常的大，小到几千，大到几百万、上千万的都有。我们有时将相对分子质量较低的高分子化合物叫低聚物。高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干个原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。

2．高相对分子质量与高强度

相对分子质量和物质的性质是密切相关的，是决定物质性质的一个重要因素。只有相对分子质量高的化合物才有一定的机械力学性能，才能作为材料使用。例如乙烷、辛烷、廿烷、聚乙烯、超高分子量聚乙烯，都是直链的烷烃化合物，但是分子量变化很大，其机械力学性能因而也有极大的区别。

3．高分子科学的主要内容

既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学最基本的研究内容。高分子科学不仅是研究化学问题，也是一门系统的科学。高分子科学的主要内容有：如何将低分子化合物连

接成高分子化合物，即聚合反应的研究。高分子化合物的结构与性质关系。不同性质的高分子，其结构必然是不同的。为了得到不同性质的高分子，就要去合成具有特殊结构的高分子。

二、高分子材料化学的应用

材料是人类社会文明发展阶段的标志，是人类赖以生存和发展的物质基础。它是指经过某种加工，具有一定结构、组分和性能，并可应用于一定用途的物质。上世纪半导体硅、高集成芯片、高分子材料的出现和广泛应用，把人类由工业社会推向信息和知识经济社会。可以说某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革，材料是人类文明的重要标志。如果说现在人人离不开高分子材料，家家离不开高分子材料，处处离不开高分子材料，是一点也不过分的。高分子化合物的最主要的应用是以高分子材料的形式出现的，高分子材料包括了塑料、纤维、橡胶三大传统合成材料，另外许多精细化工材料也都是高分子材料。

第一，塑料：一类是通用塑料，如容器、管道、家具、薄膜、鞋底与泡沫塑料等等；另一类叫工程塑料，其强度大，如汽车零部件、保险杠、洗衣机内的滚筒、电器的外壳等。

第二，纤维：人们开发出聚酯、尼龙、腈纶、维尼纶等高分子化合物，通过不同的加工，生产出了各种纤维制品，极大地满足着人类的需要。

第三，橡胶：天然橡胶的种类和品质都受到很大的限制，于是科学家们不断开发出了各种人造橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶等。

第四，精细化工：比如使得我们的世界变得丰富多彩的各种涂料产品，如家具漆、内外墙乳胶漆、汽车漆、飞机漆等。女孩子用的指甲油，使牙齿变白的增白剂也都是涂料。还有万能胶、建筑用胶、医用胶、结构胶等黏合剂，以及各种吸水树脂等都是高分子产品。三、高分子化学与高科技的结合

当今社会，人们将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。自从合成有机高分子材料的那一天起，人们始终在不断地研究、开发性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工程和机械工业等尖端技术发展的需要。高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。

随着生产和科学技术的发展，许多具有特殊功能的高分子材料也不断涌现出来，如分离材料、光电材料、磁性材料、生物医用材料、光敏材料、非线性光学材料等等。功能高分子材料是高分子材料中最活跃的领域，下面简单介绍特种高分子材料：功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应反应的高分子材料；高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。它们都属于特种高分子材料的范畴；特种高分子材料是指带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料（化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂）的范畴。

第一，力学功能材料：强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等；)弹材料，如热塑性弹性体等。

第二，化学功能材料：分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等；反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂；生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。

第三，生物化学功能材料：人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等；高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。

可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、高分子化学的可持续发展

研究高分子合成材料的环境同化，增加循环使用和再生使用，减少对环境的污染乃至用高分子合成材料治理环境污染，也是21世纪中高分子材料能否得到长足发展的关键问题之一。比如利用植物或微生物进行有实用价值的高分子的合成，在环境友好的水或二氧化碳等化学介质中进行化学合成，探索用前面提到的化学或物理合成的方法合成新概念上的可生物降解高分子，以及用合成高分子来处理污水和毒物，研究合成高分子与生态的相互作用，达到高分子材料与生态环境的和谐等。显然这些都是属于21世纪应当开展的绿色化学过程和材料的研究范畴。

参考文献：

[1]冯新德.展望21世纪的高分子化学与工业[J].科学中国人,1997,(11)

有机高分子材料的特性范文第3篇

关键词：高分子材料 高分子的环境因素 老化变现 老化机理 高分子材料的研究进展

所谓的高分子材料就是相对分子量较高的化合物构成的材料。早在人类文明发展开始阶段，高分子材料就被人们充分利用，利用蚕丝织布，用秸秆、木材造纸等；高分子材料发展历史之久远，而发展至今——高科技时代，高分子材料在人们日常生活中更是比比皆是，如橡胶、塑料、涂料、纤维等。然而影响高分子材料的环境因素有很多，如日光照射，温湿度，外部机械受力等，这些都不同程度导致了高分子材料的老化，缩短了使用寿命，虽然科学研究领域在高分子材料上有了实质性的进步和一定的效果，如各种光稳定剂，抗氧化剂等产品，但这些也只能延缓高分子材料的使用寿命，仍不能完全杜绝高分子材料的老化，迄今高分子材料老化问题仍是科学界无法攻克的难题。

一、影响高分子材料老化的环境因素

1.太阳光对高分子的影响

目前太阳光是影响高分子材料老化的主要原因，而且是不可避免的，太阳光中含有大量的紫外线，是最容易被高分子材料中的醛基和酮基所吸收，从而产生复杂的化学反应；另一部分太阳光中的红外线，红外线接触高分子材料后，使得高分子材料吸收温度迅速上升，这就加剧了高分子材料的热老化性，从而降低了使用寿命。

2.空气中氧对高分子的影响

氧无处不在，而且属于极活泼气体，在高分子材料表面受到太阳光照射后极易发生氧化反应，像我们平时看到的铜绿，所谓的铜绿就是铜在光的照射下发生氧化反应而形成表面的一层保护介质。这样的现象还有很多，并且为无法避免不可逆的，然而高分子材料和我们息息相关，在日常的加工、运输、使用过程中都不可避免的接触氧，所以氧也是导致高分子材料老化的主要因素。

3.外部作用——机械力对高分子材料的影响

高分子材料在使用过程中不可避免的接触外部因素作用，外部作用在一定程度下导致了高分子材料的老化进程。例如汽车轮胎，它属于高分子材料橡胶，橡胶的突出特点是分子链柔性好，在外部车轮和车承载力的作用下，易发生较大程度的变形，由于它特殊的分子原理可迅速恢复，如果长时间施加机械力，橡胶内的分子链受到破坏发生变形导致龟裂，加速了高分子材料的老化过程。

4.水和电对高分子材料的影响

由于高分子材料的分子内部结构特殊，含有一种亲和水性很好的物质，在高分子材料遇到水后易破坏分子结构而易被水解；高分子内部的组织键对电的反应更加敏感，一旦接通电源，分子就形成了大量不规则运动而剧烈反应，有效的破坏了分子弱键，导致高分子材料失效电解游离。

二、高分子材料老化的具体表现

高分子材料老化顾名思义就是通过外部作用破坏了高分子内部结构，分子量变小，生成新的物质或发生降解的过程。一般分为物理老化和化学老化，物理老化可逆转比较好恢复，例如，一些高分子材料在外部压力作用下产生变形，但去除外力后即可恢复原状。还有一些高分子材料受潮后绝缘性降低，表现为失效，但干燥后即可利用。化学老化就较复杂了，它是高分子内部键和键之间发生的不可逆现象，较能控制和恢复。老化后的材料强度降低、韧性、稳定性、耐热性及颜色等各方面都出现不同程度的破坏和降低，影响其正常使用功能。高分子材料老化外观主要表现为颜色变淡，出现斑点、龟裂、粉化等现象；内部老化则表现为水解、电解、冲击强度、抗拉强度等减低，从而达到高分子材料的疲劳极限，丧失其使用价值。

三、缓解老化的具体措施

现阶段，研究高分子材料老化和抗老化问题是一个实际关键性问题，由于高分子材料内部结构比较复杂，反应条件成熟，反应机理无法避免，所以对高分子研究领域内还无法真正杜绝其老化现象，只能对老化做辅的延缓作用，从而增加高分子材料的使用寿命。

1.物理防护措施

物理防护就是应用外部因素影响高分子的作用，它可以完全控制一般的物理老化，对实质性的化学老化起到一定的延缓作用。例如，常年暴晒和雨淋的大棚塑料薄膜，经日照后分子受热发生氧化，促使透明度降低，薄膜脆化，如何延长塑料薄膜的使用寿命，增大农民的经济效益，人们利用在薄膜上覆盖草栅，降低塑料薄膜和日光接触时间，从而达到了延长塑料寿命的目的。其次，在高分子材料中加一种延缓剂、防老剂来增加抗老化机理。例如，机械设备一般都是用机械材料（铁、铜、钢等）通过键槽连接组成的一个具有规范运动的主体，但因长期暴露在空气中，设备表面经常看到锈迹斑斑，影响了设备的美观，人们就针对此现象发明了油漆，油漆涂在设备表面有效阻止了设备与空气接触的面积，起到了使之无法氧化的目的。像运用物理方法保护高分子材料老化的现象还有很多，它成本低实施简单，现已被人们广泛利用。

2.改变高分子本身易老化的特点

引起高分子材料老化的最主要原因是其本身的弱键或不饱和双键，由于分子内部存在弱键、不饱和键使得高分子材料特别不稳定，易于和空气中的氢键氧键发生反应生成新的物质，如改变其不稳定键使之成为饱和键，那它抗老化性就大大增加。例如橡胶中的碳-碳键极易与空气发生臭氧老化和光氧老化。针对这一现象，在橡胶中加入氯原子键，氯原子键有很好的吸附电子基功能，从而提高了橡胶的抗老化性。举一反三，像这种在高分子材料中加入键基减少支链使其稳定，也是我们提高抗老化的有力措施。

四、结束语

随着现代科技的进步和经济领域的复苏，高分子材料的应用越来越广泛，对高分子材料的研究备受关注，对有效的降低高分子材料的老化性，合理的提高使用寿命是我们面临的首要任务，虽然我们在不同领域取得了一些成绩，但面对复杂浩瀚的高分子老化技术方面我们还需要再接再厉，同时也是对我们科技领域的巨大挑战，我们对探究高分子领域的研究追求永无止境。

参考文献

[1]史继城.高分子材料的老化及防老化研究[J].合成材料老化与应用，2006.

[2]李倩，强洪夫.高分子材料老化表征与分子模拟研究进展 [J].高分子材料科学与工程，2010.

有机高分子材料的特性范文第4篇

新型高分子功能材料――磁性塑料

项目简介：磁性塑料是一种型高分子功能是现代科学技术领域的重要基础材料之一。磁性塑料按组成可分为结构型和复合型两种，结构型磁性塑料是指聚合物本身具有强磁与的磁体，这类磁性塑料向处于探索阶段，离实用化还有一定的距离；复合型磁性塑料是指以塑料或橡胶为粘合剂接加工而制咸的磁体。

磁性塑料的主要优点是：密度小、耐冲击强度大，制品可进行切割、切削、钻孔、焊接、层压和压花等加工，且使用进不会发生碎裂，它可采用一般塑料通用的加工方法(如注射、模压、挤出等)进行加工，易于加工成尺寸精度高、薄壁、复杂形状的制品，可成型带嵌件制品，对电磁设备实现小型化、轻量休、精密休和讥性能化的目标起着关键的作用。磁性塑料与烧结磁铁同样有各向同性和各向异性之分，在相同材料及配比条件下，各向同性磁性塑料的磁性能仅为各向异性磁性塑料的1／2―1／3。制作各向异性磁性塑料的方法主要有磁场取向法和机械取向法。

磁性塑料做为新型功能材料，以其固有的特性而广泛应用于电子、电气、仪器仪表、通讯、文教、医疗卫生及日常生活中的诸多领导中，其产量和需求量正在不断地增加，生产技术日趋完善，虽然目前磁性养料的研究及应用在我国尚处在发展的初级阶段，但在某些新的领域，已经得到应用，具有很大的发展潜力。

光功能高分子材料

项目简介：光功能高分子材料具有独立的知识产权，作为先进的防伪材料，将在防伪领域发挥重要的作用。利用它的光选择反射及选择透过性能，制备大众和二级防伪材料。它还可以在信息及显示领域获得应用。应用范围各种文件、证件和票券的防伪。药品和酒类等包装容器上的防伪，如化妆品瓶子包装的防伪；各种酒类的瓶子、农药瓶子、罐头及饮料瓶子包装或瓶盖的防伪；各种药品瓶子包装的防伪。各种商标防伪，如烟类、酒类；食品类、糖、茶类；日用品；光盘等电子产品。电子产品、光学开关、彩色滤光片等。

趋势意义：已通过鉴定。

多功能新型树形聚酰胺高分子材料

用于毒性很强的TNT红水处理，用量2％0时，可使其变为无色透明，COD的值由11万降为364，达到国家规定的排放标准；用于染料废水处理，如酸性红废水，用量为万分之一时，脱色率达98．7％，且脱色溶液的pH值为中性；用于石油废水处理，用量为ppm级，处理后，水中石油的含量达到1ppm；用于乳化炸药稳定剂，可使其贮存期由1个月增加到6～7个月；用于高分子合金的增韧增强剂，如用于PAll与PA6共混，用量0．25％，其它条件不变的情况下，抗拉强度提高11．7％，断裂伸长率提高42．4％，缺口冲击强度提高13．9％，拉伸模量不变。树形高分子及其衍生物还在催化剂、化学传感器、纳米原子簇制备、缓释药物载体、燃料电池、膜材料、信息贮存材料等国民经济各领域具有巨大的潜在应用价值。获得3项国家发明专利，在环境治理、工业炸药、高分子合金添加剂的应用方面取得良好的效果。

新型高填充改性高分子材料技术

项目简介：该项目通过对双转子连续混炼机的混炼转子进行改进，发明了一种高填充高效连续混炼机转子，同时对其混合特性和双转子连续混炼机在高填充高分子材料的混合过程中的操作工艺特性进行了研究，研究结果为其应用提供了理论基础；通过实验研究和理论分析创造性地提出了一种基于双转子连续混炼机的高填充改性高分子材料的混炼工艺，即填充浓度逐步递增混炼新工艺，解决了目前连续混炼机混合高填充物料存在的混炼温度与混炼剪切速率之间的矛盾，并在实际工业生产中得到了应用。

趋势意义：鉴定专家一致认为，新型高分子材料混合工艺及设备的研究提高了我国在高填充高分子母料的生产技术和装备水平，具有明显的社会、经济效益和广阔的应用前景，属国内首创并达到国际先进水平。建议在设备大型化方面进一步开展研究并拓宽应用范围。

用于高分子材料的新型高效多功能稀土助剂开发

项目简介：该项目研究开发以轻稀土化合物为主要原料的高分子改性用新型高效多功能稀土助剂，突破聚丙烯用新型β成核剂、聚烯烃类多功能助剂、无机粒子表面处理剂等新型稀土助剂的应用及产业化关键技术。本项目研发成功的一系列稀土功能助剂，不仅有显著的经济使用效果，并且具有我国自主的知识产权，因此，本项目工作对于促进我国高分子助剂行业的发展，必将发挥较大作用。

趋势意义：该项目针对国际国内空白，利用我国独特的资源优势，获得自主创新性成果，对全面提升我国塑料助剂工业水平将起到重要的推动作用，而且对推动助剂行业传统技术及概念的变革，对我国丰富的稀土资源优势转化成产业优势具深远影响。

高吸水性树脂(简称SAP)

项目简介：高吸水性树脂(简称SAP)是微生物法丙烯酰胺的下游产品，是一种新型功能性高分子材料，这种物质含有大量的强吸水基团、结构特异。在树脂内部可产生高渗透缔合作用，并通过其网孔结构吸收自身重量几十倍乃至上千倍的食盐水、血液、尿液，且具有较强的保水缓释功能，无毒、无害、不溶于水。

趋势意义：广泛应用于工业(吸水橡胶、电缆阻水带、脱水剂、钻井泥浆处理剂、道路沥青改性及煤矿用灭火材料等)、农林业(抗旱保水、育苗、植树造林、保肥增效、改良土壤、促进农作物生长等)及日用卫生材料(卫生巾、纸尿片、医疗衬垫、保鲜剂)等许多领域。

电流变液的研究

有机高分子材料的特性范文第5篇

我们周围的物质材料一般都是热沸材料，随着温度的上升而依次呈现固、液、气、等离子体四态。宇宙之大，无奇不有，在宇宙空间中还存在着一种性质截然相反的冷沸材料，随着温度的下降而依次呈现固态、液态和气态。在月球的骨架材料中，就大量存在着这种由四极夸克构成的冷沸材料。

聚集态的冷沸材料在常温及高温为固态，在零下121摄氏度后变为液态，在绝对温度3K（约零下270摄氏度）变为气态（也称游离态）。冷沸材料的特殊性能在月球的特殊构造的形成过程中发挥了关键作用。月球的岩石构成极不均匀，一侧多是比重介于3.2～3.4克/立方厘米的月岩，另一侧4～6千米深的月球内部则含有大量的由四极夸克构成的天然冷沸材料，比重约为0.05克/立方厘米；在月球表面40～60千米以下的月核部分所含的冷沸材料的纯度更高。

聚集态的冷沸材料在常温和高温时则热而弥坚，愈热强度愈高，冷沸金属材料最高耐受温度可达10200摄氏度，在常温及高温时均可保持电超导和磁超导特性；冷沸非金属材料可耐7400摄氏度的高温，是优秀的耐磨和阻磁材料。2006年初英国剑桥大学的学者在对太阳周围的暗物质晕进行观察时发现，暗晕的温度可以高达一万多摄氏度，但更高的温度区域就不再存在暗物质晕了，该项观察结果印证了冷沸金属材料的高温极限。自然界中极少存在凝聚态的天然冷沸材料，只有象月球这样的冷星球的骨架材料中存在着四极凝聚态夸克（通常质子中的夸克都是三极的）可供采掘。

我们之所以把冷沸材料称为超级材料，是因为它具有一系列人类目前使用的热沸材料前所未有的超级性能：1.金属冷沸材料的最高耐温温度是10200摄氏度；非金属冷沸材料的最高耐温温度是7400摄氏度。相比之下，热沸材料中最耐温的金属材料钨的熔点是3380度，非金属材料中耐温的佼佼者金刚石的熔点约4000摄氏度。2.冷沸材料是超轻材料，它的比重为0.05克每立方厘米。相比之下，铁的比重为7.81克每立方厘米，而钨的比重则高达19.3克每立方厘米。3.金属冷沸材料是名副其实的高温电超导和磁超导材料，在数千度的高温下仍保有超导性能，而不像现在人类所谓的高温超导材料只能在在零下70摄氏度以下具有超导性能。4.非金属冷沸材料是优秀的耐磨材料和阻磁材料。5.同一种成分的冷沸材料可以随冷处理时效工艺的不同，在金属与非金属之间转换。6.冷沸材料在常温及高温均具有超强结构强度，既柔韧又坚硬，对其进行加工必须在低温下进行。在与适度比例的惰性热沸物质掺混后，合成材料也将获得优异低温性能，因而冷沸材料也是制造星际飞碟的主要材料。

从以上论述不难看出，冷沸材料的优异性能将为航空航天工程师和电子工程师提供空前未有的自由空间，去研制一系列空前未有的航空航天发动机和飞行器、超级机械和电子设备，引发新一轮的工业科技革命。

冷沸与强磁激发能材料的工业化生产及应用

如能将质子的内核夸克和的胶子分离，人工方法就可提取到夸克构成的冷沸材料，而利用介子射线器构成梯压振动心聚真空射浮分离技术，即可大批量分解质子、实现工业化生产冷沸材料的目的。

质子流被介子射线冲击轰炸而发生分解之后所产生的夸克－胶子等离子体可在电磁离心机上加以分离。重质量的夸克从离心机上甩出之后，保存在零下60度的环境中可呈游离态存在。继续降温到零下121度并予以压缩之后变为胶粘状，可进行塑性加工；再降温则呈现液态；当温度低于绝对温度3K之后，冷沸物质变成游离气态，这也是“冷沸”一词的来由。而只要向冷沸物质中渗入一定量的惰性气体，就可立即获得在超低温、低温、常温、高温以及超高温广阔温度范围内都具有超级强度的固态优质材料。

惰性气体属于热沸材料，与冷沸材料以适当比例掺合后，在零下121摄氏度到零下245摄氏度的范围内可结晶析出并形成性能各异的多种固态材料。随着惰性气体掺入比例的变化以及结晶体析出温度及时效冷处理时间的长短不同，会产生三角形、菱形、正方形、等六边蜂巢形等形状各异的微结晶体，从而使所得材料具备形形的性能以适应不同的需要。利用冷处理的时效作用，还可以改变已有材料的微结晶形状和性能，在金属与非金属之间转换，使冷沸材料具备金属特性或非金属特性。

使用介子发射器分解质子的过程中，除了能获得冷沸材料之外，还将获得一种比冷沸材料更珍贵的强磁激发能材料，在离心静电分离机的中心电极上吸附着的灰白色粉末状物质就是强磁激发能材料。强磁激发能材料的基本粒子称为纳子，是包围在轻夸克的晶基膜（壳）的构成粒子，夸克的胶子时刻围绕夸克（包括晶基膜）旋转，在轻夸克和重夸克之间又时刻进行着能量交换：轻夸克吸收外界能量，并将能量输送给重夸克；重夸克的能量饱和之后又向轻夸克输送能量，最终自己变为轻夸克，此时的晶基膜粒子称为纳子。纳子就是具有N极磁性的单磁子，也可称为巨磁粒子。纳子又是基础核能粒子，核能量就是纳子能量。强磁激发能材料有着众多人类连做梦也不敢奢望的奇异特性：

1.它是基础核能材料，可以实现百分之百的质能互换，达到李政道所说的“使物质的质量全部消失，完全转化为能量”。2.它是磁单极子，由它构成的磁性材料可以产生超强磁场。一段150毫米的强磁激发能材料所产生的磁场强度就可以和现在世界上最大的重达150吨的电磁铁一争高下；这段强磁激发能材料可把低速质子束迅速加速到3～8千米/秒的高速。3.强磁激发能材料的出现，将使远胜于激光射线器的无坚不摧的光磁（死光）射线器、不同于磁约束和惯性约束的真正可以实现的光磁射线控制的受控热核反应、用于星系飞行的反物质光子发动机、使飞船能在引力场中任意悬停和升降的反重力真空能发动机、无惯性力屏蔽舱、使飞碟在四维时空隐身消失进入更高维空间而实现虫洞飞行的关键装置——多维时空缠绕机、迷你型氢弹等新技术装置成为现实。