無(wú)處不在的碳纖維

前言

眾所周知，火的使用和工具的發(fā)明開(kāi)啟了人類使用能源和材料的歷史進(jìn)程，促進(jìn)了人類的進(jìn)化，推動(dòng)了人類文明進(jìn)步。時(shí)至今日，能源和材料已成為人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定著人類文明的發(fā)展方向。它們的發(fā)展給全球經(jīng)濟(jì)、政治以及精神文化帶來(lái)了前所未有的變革，也使全球的生態(tài)環(huán)境傷痕累累。開(kāi)發(fā)綠色能源，發(fā)明新型材料，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)已迫在眉睫。    2012年，中國(guó)將啟動(dòng)《國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略》編制工作，提出我國(guó)能源發(fā)展的總體方略和戰(zhàn)略規(guī)劃。但是，目前市場(chǎng)上還沒(méi)有一套詳細(xì)介紹新能源、新材料方面內(nèi)容的高新技術(shù)科普叢書(shū)。為了引導(dǎo)讀者，特別是廣大青少年更好地認(rèn)識(shí)和了解新能源和新材料，明確我國(guó)的能源現(xiàn)狀和材料科學(xué)的創(chuàng)新成果，增強(qiáng)開(kāi)發(fā)高新技術(shù)的意識(shí)，激發(fā)他們?yōu)楦咝录夹g(shù)事業(yè)奉獻(xiàn)的信心和決心，培養(yǎng)他們的民族自信心和創(chuàng)新精神。向青少年普及新能源和新材料的相關(guān)知識(shí)和發(fā)展動(dòng)態(tài)，必將吸引和鼓勵(lì)更多青少年熱愛(ài)科學(xué)，獻(xiàn)身科學(xué)，積極投身能源和材料事業(yè)，發(fā)明更多低碳、綠色的新型材料，使我國(guó)能源結(jié)構(gòu)合理，為創(chuàng)造我們可持續(xù)發(fā)展的綠色家園做出更大的貢獻(xiàn)。    “高新技術(shù)科普叢書(shū)”，由國(guó)內(nèi)知名材料學(xué)專家、西北師范大學(xué)博士生導(dǎo)師莫尊理教授擔(dān)任叢書(shū)總主編，西北師范大學(xué)等高校的教授、博士生導(dǎo)師擔(dān)任編委，叢書(shū)各冊(cè)的作者均為相關(guān)領(lǐng)域的專家、學(xué)者。他們熱愛(ài)科學(xué)、朝氣蓬勃、學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、勤奮探索，以真摯的情感和對(duì)人類社會(huì)持續(xù)發(fā)展的使命感，用樸實(shí)而又不失優(yōu)美的文筆嚴(yán)肅認(rèn)真地編撰了本套叢書(shū)。    本套叢書(shū)作為新材料、新能源的科普讀物，宗旨鮮明，風(fēng)格獨(dú)特，系統(tǒng)性強(qiáng)，認(rèn)真探討了人類與能源材料和諧的發(fā)展歷程和方向。與一般科普讀物相比，具有如下鮮明的特點(diǎn)：一是內(nèi)容豐富時(shí)代感強(qiáng)，本叢書(shū)共18個(gè)分冊(cè)，緊扣當(dāng)前能源、材料發(fā)展的困境，以新能源、新材料方面最新的研究成果及翔實(shí)的資料為基礎(chǔ)，用通俗易懂的文字分別敘述了與人類生存、發(fā)展最密切的各種新能源和新材料，構(gòu)成了一個(gè)完整的知識(shí)體系。另外，本套叢書(shū)多視角，多層次、全方位介紹了材料和能源領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和發(fā)展動(dòng)態(tài)，深入淺出地展示了材料和能源的發(fā)展腳步?！渡裢◤V大的第三金屬》《新材料的寵兒：稀土》向你展示第三金屬和稀土的魅力；《高新科技的特種鋼》《取之不盡的太陽(yáng)能》《持續(xù)不斷的風(fēng)電新能源》《可再生能源：生物質(zhì)能》《又愛(ài)又恨是核能》《待開(kāi)發(fā)的地?zé)崮堋贰肚鍧嵞茉矗簹淠堋贰段磥?lái)無(wú)害新能源可燃冰》《無(wú)限豐富的海洋能》讓你盡情領(lǐng)略能源的豐饒和開(kāi)發(fā)前景；《異彩紛呈的功能膜》《節(jié)能減排的新動(dòng)力電池》《無(wú)處不在的碳纖維》《邀游太空的航天材料》《改變世界的信息材料》《比人聰明的智能材料》《神奇的人體修復(fù)材料》向你呈現(xiàn)新型材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)以及帶給我們生活的變化。二是時(shí)尚流行的編創(chuàng)，本叢書(shū)語(yǔ)言流暢、深入淺出，配有大量精美的圖片，圖文并茂、通俗易懂，加上擴(kuò)充知識(shí)面的小百科，使讀者朋友全面了解新材料、新能源并享受著它們帶來(lái)的無(wú)限魅力。    20世紀(jì)80年代以來(lái)，人們逐步認(rèn)識(shí)到必須永續(xù)利用地球資源，改善地球的生態(tài)環(huán)境才能實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展。我們應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、合理開(kāi)發(fā)能源，積極開(kāi)發(fā)新能源、新材料，促進(jìn)人類與自然界的和諧共處與協(xié)調(diào)發(fā)展。希望這套凝聚著策劃者、組織者、編撰者、設(shè)計(jì)者、編輯者等工作者辛勤汗水和心血的“高新科技科普叢書(shū)”能給那些熱愛(ài)科學(xué)，倡導(dǎo)低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展的人們以驚喜和收獲，并對(duì)我國(guó)的能源和材料事業(yè)做出貢獻(xiàn)。衷心祝愿應(yīng)時(shí)代所需而出版的高新科技科普叢書(shū)能得到讀者的青睞。

內(nèi)容概要

《無(wú)處不在的碳纖維》宗旨鮮明，風(fēng)格獨(dú)特，系統(tǒng)性強(qiáng)，認(rèn)真探討了人類與能源材料和諧的發(fā)展歷程和方向。與一般科普讀物相比，內(nèi)容豐富時(shí)代感強(qiáng)，從多視角，多層次、全方位介紹了材料和能源領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和發(fā)展動(dòng)態(tài)，深入淺出地展示了材料和能源的發(fā)展腳步。主要內(nèi)容包括：碳纖維的登場(chǎng)；翱翔藍(lán)天的精靈；神通廣大的美猴王；多姿多彩的碳纖維等。

書(shū)籍目錄

第一章 纖維的登場(chǎng) 第一節(jié) 神奇的碳元素 一、開(kāi)拓鐵器時(shí)代 二、碳的家族 三、不老傳說(shuō) 四、工業(yè)的糧食和血液 第二節(jié) 同主人公相見(jiàn) 一、主人公誕生了 二、一家三兄弟 三、各有千秋盡其用 第三節(jié) 飛入百姓家 一、碳纖維液體壁紙 二、走進(jìn)生活的碳纖維 第四節(jié) 哪里有"我"的空間？ 第二章 翱翔藍(lán)天的精靈 第一節(jié) 與嫦娥共舞 一、航天飛機(jī) 二、人造衛(wèi)星 三、火箭與導(dǎo)彈 第二節(jié) 與神鷹比翼 一、無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī) 二、飛機(jī) 三、直升機(jī) 四、自由飛翔的碳纖維"聰明鳥(niǎo)" 五、碳纖維機(jī)器人蜜蜂 第三章 神通廣大的美猴王 第一節(jié) 汽車 一、瘦身革命 二、輕質(zhì)精巧 第二節(jié) "電"力十足 一、風(fēng)力發(fā)電 二、太陽(yáng)能發(fā)電 第三節(jié) 電子工業(yè) 一、電磁屏蔽 二、電戡電纜 第四節(jié) 油田鉆探 一、抽油桿 二、高強(qiáng)度鉆桿 第五節(jié) 化學(xué)工業(yè)表現(xiàn)非凡 第六節(jié) 環(huán)保污水處理 第四章 多姿多彩的碳纖維 第一節(jié) 奇特的建筑 一、大名鼎鼎的吹氣大橋 二、不得不看的巢形摩天樓 三、"會(huì)呼吸"的碳纖維表皮 四、個(gè)性十足的碳纖維椅子 五、碳纖維管造大橋 六、環(huán)形踏板式樓梯及各種梯子 第二節(jié) 風(fēng)馳電"車" 一、超級(jí)大巴 二、世界最快汽車 三、世界首款風(fēng)能碳纖維汽車 四、小轎車 第三節(jié) 探索神秘世界 一、天空翱翔 二、暢游水下世界 三、水下蛟龍 四、碳纖維炸彈知多少 第四節(jié) 建筑領(lǐng)域的"潛力股" 一、建筑加固 二、結(jié)構(gòu)修復(fù) 三、土木建筑 第五章 讓世界更精彩 第一節(jié) 有"我"運(yùn)動(dòng)無(wú)極限 一、釣具 二、高爾夫球桿 三、球拍 四、弓箭 五、自行車 六、撐桿 七、F1摩托艇 八、游艇 九、創(chuàng)新性桅桿 第二節(jié) 把"藥"穿身上 一、燒傷敷料 二、醫(yī)療器件 三、醫(yī)用器材 第三節(jié) 生命不再有殘缺 一、殘疾選手雪山飛馳 二、無(wú)腿飛人 第四節(jié) 如你所想，無(wú)盡可能 一、未來(lái)碳纖維電動(dòng)車可能會(huì)飛起來(lái) 二、讓你飛著去上班 第六章 我們身邊的碳纖維 第一節(jié) 關(guān)愛(ài)你的健康 一、電熱器材 二、取暖與保健 三、散熱元件 第二節(jié) 你的生活我做主 一、讓你大開(kāi)眼界的筷子 二、浴缸 三、與奢侈品的"不解情緣" 四、愛(ài)酒人士的新選擇 第三節(jié) 電腦 一、電腦外殼 二、鼠標(biāo) 第四節(jié) "魔吉拖"你敢穿嗎？ 第五節(jié) "咖啡碳纖維T恤"吸臭及防紫外線 第六節(jié) 機(jī)器人部件 第七節(jié) 碳纖維眼鏡 第八節(jié) 誰(shuí)的拇指在舞蹈 一、音響設(shè)備 二、碳纖維吉他——誰(shuí)說(shuō)不可以 第九節(jié) 輕工制品 一、理發(fā)工具 二、傘架 三、眼鏡框架 四、鉛筆芯 五、手提箱、手提包和錢(qián)包 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：    二、走進(jìn)生活的碳纖維 低碳生活遲早會(huì)成為社會(huì)的主流，而且"十二五"規(guī)劃中重點(diǎn)指出碳纖維為重點(diǎn)發(fā)展的新材料，目前很多人看好碳纖維供暖的發(fā)展前景。雖然碳纖維供暖系統(tǒng)對(duì)百姓來(lái)說(shuō)還比較新鮮，但是碳纖維地暖的穩(wěn)定性、安全性、電熱轉(zhuǎn)換率、使用壽命、健康作用都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)供暖產(chǎn)品。 碳纖維供暖方式打破了傳統(tǒng)熱傳導(dǎo)供暖的模式，不需加熱空氣等介質(zhì)，而是通過(guò)遠(yuǎn)紅外低溫輻射使熱量直接到達(dá)人體，室溫由下而上逐漸遞減，給人以腳暖頭涼的良好感覺(jué)，符合人體生理需要，有效改善足部血液循環(huán)，讓人有享受陽(yáng)光沐浴般的舒適感。 從社會(huì)意義上看，碳纖維取暖不會(huì)消耗水資源，也不會(huì)消耗不可再生資源，如石油、天然氣、煤等，因?yàn)椴恍枰紵?，所以不存在污染氣體和溫室氣體排放，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。它的主要原理是由于取暖的碳纖維地暖片、碳纖維發(fā)熱電纜、碳纖維暖氣片等，通電后的碳纖維中的碳分子做"布朗運(yùn)動(dòng)"在產(chǎn)生熱量的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生85％左右的遠(yuǎn)紅外線來(lái)輻射熱量，從而達(dá)到人們?nèi)∨男Ч?。什么是紅外線，碳纖維遠(yuǎn)紅外供暖對(duì)人體有啥益處呢？ 太陽(yáng)光線大致可分為可見(jiàn)光及不可見(jiàn)光。可見(jiàn)光經(jīng)三棱鏡后會(huì)折射出紫、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅顏色的光線（光譜）。紅光外側(cè)的光線，在光譜中波長(zhǎng)自0.76～400μm的一段被稱為紅外光，又稱紅外線。紅外線屬于電磁波的范疇，是一種具有強(qiáng)熱作用的放射線。紅外線的波長(zhǎng)范圍很寬，人們將不同波長(zhǎng)范圍的紅外線分為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外區(qū)域，相對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的電磁波稱為近紅外線、中紅外線及遠(yuǎn)紅外線。 自然界有無(wú)數(shù)的遠(yuǎn)紅外放射源：宇宙星體、太陽(yáng)、地球上的海洋、山嶺、巖石、土壤、森林、城市、鄉(xiāng)村以及人類生產(chǎn)制造出來(lái)的各種物品，凡在絕對(duì)零度（- 273℃）以上的環(huán)境，無(wú)所不有地發(fā)射出不同程度的紅外線?，F(xiàn)代物理學(xué)稱之為熱射線。由能量守恒定律得知，宇宙的能量不能發(fā)生，也不會(huì)消失，只可以改變能量的方式。熱能便是宇宙能量的一種，可以用放射（輻射）、傳導(dǎo)和對(duì)流的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在放射的過(guò)程中’，便有一部分熱能形成紅外線。紅外線放射速度與可見(jiàn)光線相同，而且能夠像光一樣直線前進(jìn)；如果使用反射板，便能改變它的傳導(dǎo)方向。幾十年前，航天科學(xué)家對(duì)處于真空、失重、超低溫、過(guò)負(fù)荷狀態(tài)的宇宙飛船內(nèi)的人類生存條件進(jìn)行調(diào)查研究，得知太陽(yáng)光中波長(zhǎng)為8～14μm的遠(yuǎn)紅外線是生物生存必不可少的因素。因此，人們把這一段波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線稱為"生命光波"。這一段波長(zhǎng)的光線，與人體發(fā)射出來(lái)的遠(yuǎn)紅外線的波長(zhǎng)相近，能與生物體內(nèi)細(xì)胞的水分子產(chǎn)生最有效的"共振"，同時(shí)具備了滲透性能，有效地促進(jìn)動(dòng)物及植物的生長(zhǎng)。由于它比可見(jiàn)光更具穿透性，這種熱效應(yīng)使其被運(yùn)用到加溫和光波療法等實(shí)用技術(shù)中。

編輯推薦

《無(wú)處不在的碳纖維》關(guān)于科技發(fā)展前沿的故事，語(yǔ)言流暢、深入淺出，配有精美的圖片，圖文并茂、通俗易懂，加上擴(kuò)充知識(shí)面的小百科，使讀者朋友全面了解新材料、新能源并享受著它們帶來(lái)的無(wú)限魅力。

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