元素的前世今生(科技大观)( 二 )

通过对元素的研究 , 人类收获了许多伟大的科学发现和重要应用 。 其中孕育出的量子力学深刻改变了科学的面貌 , 而新材料的不断涌现 , 则改变着人们的生活 。 不论是在铁中加入适当比例的碳所合成的钢 , 还是以碳氢为基础的高分子化合物塑料 , 都已成为现代生产生活的重要部分 。 现在 , 由碳原子组成的石墨烯纳米材料有着卓越的导电和光学性质 , 被誉为未来革命性的“神奇材料”;以钪为催化剂合成的高分子材料可以获得极强的柔韧性 , 有望应用于材料本身的自我修复……

社会

此外 , 基于元素演化的核能发展有望保障人类的能源安全 。 元素周期表中所有的元素都是核聚变反应的产物 , 其变化蕴含着极大的能量 。 铁是元素周期表中最稳定的元素 , 比铁轻的元素聚变以及比铁重的元素裂变都会释放出核能 。 一般认为 , 宇宙大爆炸和随后的核聚变产生比铁轻的元素 , 而恒星衰老产生的超新星爆发这样的高能过程才会产生比铁重的元素 。 目前核电站中均依靠重元素核裂变产生能量 , 利用的就是上一次超新星爆发时储存的能量 , 从原料的可靠性和蕴含的能量来说均不如轻元素的核聚变 。 所以 , 不少大国正加紧研究国家点火计划 , 期望实现轻元素的可控核聚变 , 一劳永逸地解决人类的能源问题 。


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