软物质论文

软物质

摘要：软物质科学的研究正蓬勃发展，软物质有诸多奇特性能，它的运用必将造福于人类。

关键词：软物质，特征，应用，现状，前景

软物质是近些年来蓬勃发展的一门科学，它标榜了继石器时代、青铜时代和铁器时代之后的又一个新的时代——高分子时代。而软物质这门科学在对软物质的研究、开发和应用中应运而生。谁掌握了软物质这把利剑，谁就会成为现代科学技术发展的掌舵者。软物质是物理学的一个新的前沿学科，它跨越物理、化学、生物三大学科，也许不久的将来，它将会成为最伟大的学科之一。

对于软物质德热纳给出一个重要的特征：弱力起大变化。想想我们曾使用的液晶电子表能使用很长时间就能发现，液晶的电子表很不费电，因为很微弱的电流就能使液晶的形态发生根本性的变化。放进一点硫，液态的橡胶树就变成了固态的橡胶；一点骨胶可以使墨汁多年不变质；一点卤汁使豆浆变成豆腐；非常微弱的电流，就能使液晶从透明变成不透明。这些现象告诉我们：你只须施加微小的作用，软物质的形状和性质就会发生很大的变化[1]。软物质具有对外界微小作用的敏感和非线性响应、自组织行为、空间缩放对称性等突出特点。

就目前看来，软物质有两大非常好的应用方向：

首先，软物质的研究理论对生物学的发展提供很好的基础理论。生物学大分子一直以来都是科学研究的热点，如对DNA链的研究，在软物质中的对理想链的理论就能很好地计算DNA的伸长所消耗ATP的能量；而生物大分子的构象可由各种散射技术测定，而这些技术都是基于软物质理论中的散射法尺寸测定理论；生物细胞中的渗透压及离子运输机制都可以用软物中的混合热力学理论给出完美的结果[2]。软物质研究将会对生物学的研究和发展带来诸多理论指导和支持，特别是在医学上研究上，能够从理论指导生物大分子和具有生物特定功能组织等的人工合成一定会给人类带来前所未有的大成就。

其次，软物质理论对高分子材料的研究和制造提供了理论基础。高分子材料拥有耐高温、耐酸碱腐蚀、隔热性能好、经久耐用、又轻又柔等诸多优点，这是传统材料所不能匹配的。高分子材料有着诱人的前景，这迫切需要软物质理论的支持。软物质有对高分子的构象、高分子溶液和熔体的热力学、以及高分子网络的生成与性质等理论基础，这对高分子材料的普遍性质进行了理论上的探索，也为制作具有特定性质的高分子的材料提供了理论上的方向。

可以想象，在软物质发展起来并运用于实践，我们的生活会发生怎样的

变化：我们只要穿一件衣服就可以防冻保暖；我们骑的自行车将全部用高分子材料制作，重量非常轻，不用的时候可以随意地向毛巾一样折叠放在背包里；当病人的器官衰竭时不用再进行移植手术，直接安装上具有生物功能高分材料制作的人造器官即可使病人健康如初；利用高分子材料制作的水下呼吸器能让人在水下呼吸到水中的氧气；由高分子制作的汽车是车祸的伤亡率真正为零......前景实在令人向往不已。

目前，在中国科学院物理研究软物质物理实验室，已开展了具有一定国际地位的研究工作。在液体、电流变液、颗粒物质、生物大分子结构分析方法、复杂系统中斑图（ pattern ）的形成和控制、可激（excitable）系统的动力学、低维软物质界面结构和性质等方面取得了高质量成果，引起国际同行的重视。相信该实验室不久将会领军于世界软物质研究前列，创造出更多许多神奇的新物质！

目前的现状是，软物质物理涉及的领域广泛，我国在软物质物理研究的一些方面已有一定基础，但总体来看在深度和广度上都与国际水平有较大差距，主要表现为：软物质物理研究单位和人员少；研究领域小，有些基本空白；实验工作薄弱；在国际上影响不大，其原因主要是对软物质物理学科发展的意义认识不足，受传统观念的束缚和对基础研究重视不够，过多的人员集中于一些热门技术层面和追求短期效果的研究上，对软物质领域研究的支持和引导不够，建议大力加强软物质物理学科的宣传，支持举办更多的软物质物理讲习班和学术活动；提倡在国内主要大学物理系开展软物质物理研究，开设软物质物理课程；有关部门应加大对软物质物理研究的支持强度，吸引更多物理学家投入软物质物理研究；建立软物质物理与化学、生命和材料科学跨学科领域的合作机制；加强国际交流与合作[3]。

软物质涉及当今人类生活的方方面面，目前很多软物质都被发现有大量新奇的特点，但其机理却未被发掘，这自然会给我们制造出我们所需要的物质带来困难，只有弄清它们的本质特征，了解其内在理论，它们才会被我们驾驭自如，它们才会受用于我们。机遇与挑战并存，软物质的研究才刚刚开始起步，总之，它必将造福于人类。

【参考文献】

[1] 软物质——百度百科

[2]《高分子物理》迈克尔*鲁宾斯坦、拉尔夫 H.科尔比著励杭泉译化学工业出版社 2007/7

[3] 陆坤权刘寄星物理*38卷（2009年）7期软物质物理———物理学的新学科