迷人的材料读书笔记5000字

作者：马克·米奥多尼克

从茶杯、喷气发动机到家用电器、内裤，我们的生活充满了材料。但你想过没有，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？水泥也能做成衣服？世界上最薄却最坚硬的东西是什么？为什么某一种材料做成的东西会长那样？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？世界顶级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：钢、纸、混凝土、巧克力、塑料、玻璃、瓷器……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。

迷人的材料读书笔记

几个月前就读完了这本书，现在才写书评，是为了弥补欠账。

现在回想起来，印象最深的作者开篇讲的一个故事，在搭乘地铁的时候，作者被刀刺中，想想都肉疼的事，作者想到的却是材料，刀为何会如此锋利？

一，一刀引发的机缘。

神奇的材料！

我们的祖先能做出铜和钢之类的新材料，就是因为碰巧蒙到了这个过程。差别只在于老祖先没有显微镜，看不见自己在做什么，但这只让他们的成就显得更加惊人。比方说，敲打金属不只会改变它外在的形状，还会改变它内在的结构，因此若用某种方式敲击，金属的内在结构就会有所改变，使它变得更硬。我们的祖先从经验中学到了此事，只不过并不知其所以然。人类的材料知识从石器时代开始就不断累积，但直到20世纪才掌握了材料的真正结构。

酥脆感，是人类追求的重要观感。

“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。

二，各种神奇的冷知识。

1，钢是加了碳的铁！

钢是加了碳的铁，比青铜还硬，而且成分一点也不稀有。

2，要是铁里掺了太多碳，例如比例达到百分之四而非百分之一，形成的钢就会极为易碎，根本无法用来制作工具和武器。

一直到20世纪，人类在彻底掌握合金形成的原理后，才明白为什么有些炼钢法行得通，有些不行。过去的人只能靠着尝试错误，找出成功的炼钢法，然后代代相传，而且这些方法往往是行内机密。但这些不外传的方法实在太过复杂，因此就算遭到窃取，成功复制的概率也非常低。

3，不锈钢的奥密。

铬很像某些特别有礼貌的客人，氧气还没碰到主人铁原子，铬就抢着先跟它反应形成氧化铬。氧化铬是透明坚硬的矿物质，对铁的附着力极强。

三，纸的妙用！

1，造纸的化学原理

大多数的纸张都来自于树木。树能昂扬挺立，靠的是纤维素，这是用显微镜才看得见的细小纤维。纤维素凭借称为木质素的有机黏着剂相互接合，形成极为坚硬强韧的复合体，可以留存数百年。“去木质素”，是把木材压成碎片再掺入多种化学物质，然后用高温高压烹煮，以打断木质素内的键结，释出纤维素。这程序一旦完成，剩下的纤维就称为木浆，把木浆放在平坦的表面上晾干，就会得到纸张。

2，现在是用硅，来数字化，一个伟大的变革正在开始。

转眼两千多年过去，白纸黑字依然是人类书写的主要方式。

3，包装纸让物品化身为礼物！

有什么比包装纸更能创造兴奋和期待感，少了包装纸的礼物就不是礼物了。包装纸把东西先藏再露，成就了赠送的仪式，让物品摇身化为礼物。是纸的基本特性使它成为最适合的材料，而不只是因为文化和习俗。

4，图书馆，确保人类不会像狗一样活着的时间机器。微读这类网上图书馆，在未来如果能够将千古知识与每一个个人相互连接，交流，互动，那么人类进化指日可待。

自从信息可以记录在纸上后，图书馆便成为储存人类集体知识与智慧最重要的宝库。图书馆的地位一直延续到不久之前。无论哪一所大学，有一所好图书馆都是学术发展的关键，而现代社会更将拥有社区图书馆视为基本人权。但数字革命大幅改变了这一切。

四，不起眼的混凝土。

1，混凝土永远都不会干，多么让人震惊的知识。

“混凝土永远不会干，因为水是混凝土的一部分”。混凝土凝固时会和水作用，引发连锁化学反应，在混凝土内部形成复杂的微结构，因此就算里头锁住了许多水分，混凝土的外表不仅看起来干燥，而且实际上还能防水。

2，混凝土是由古罗马人最早使用的。

波佐利臭气熏天，真的很臭。这个意大利地名来自拉丁文putere，意思就是发臭，气味是从附近火山砂传来的硫黄味。往好处想，这一带数百万年来接收了大量的岩浆、火山灰与浮石。火山灰来自火山口喷发的过热硅酸岩，过程很可能跟现代水泥的制程类似。古罗马人只需要忍受臭味，把数百万年来堆积的火山岩粉末挖走就好。这种天然水泥和现代的波特兰水泥略有不同，需要添加石灰才能凝固。然而古罗马人一旦搞清楚这一点，并掺入石头增加强度，他们就成为人类史上第一个拥有混凝土这个独一无二建材的民族。

3，园艺家发明钢筋混凝土！

莫尼耶想到一个方法，就是在混凝土里放入钢圈。他不可能知道水泥和钢材的键结极强，因为钢很可能就像放进醋里的油，完全不跟混凝土混合。结果不然，混凝土里的硅酸钙原纤维不仅会吸附石头，也会吸附金属。

4，大城市的大楼，在五十年后都要面临这个问题。

因为钢筋混凝土虽然声誉卓著，但确实需要养护。事实上，它的弱点正好是它的长处，也就是混凝土的内在结构。

一般说来，钢筋混凝土内的钢筋暴露在风雨中是会锈蚀的，但混凝土内的碱性成分会在钢筋外表形成一层氢氧化铁成为保护膜。不过，随着时间拉长，建筑磨损、剥蚀和长年热胀冷缩，会让混凝土出现小裂痕。这些裂痕会让水分渗入，而水分一旦结冻就会膨胀，导致裂痕加深。这种磨损和侵蚀是所有石造建筑的宿命，也是山的宿命，也就是风化侵蚀的原因。为了防止石材或混凝土结构受到损害，这种建筑物每50年就得养护一次

五，巧克力的秘密

1，巧克力的出现不是偶然的！

可可脂有几点非常特别。

首先是它的熔点和人体温度接近，表示它平常可以以固体方式存放，跟人体接触时才会熔化，因此很适合制作乳液。此外，可可脂含有天然的抗氧化成分，可以防腐，存放多年也不会变质。相较之下，牛油的保鲜期只有几周。可可脂的这一个特点不仅对面霜制造商是利多，对巧克力商也是好消息。

2，许多美味都是发酵而来，比如巧克力，茶，豆酱。

我后来发现这不是洪都拉斯特有的做法，所有巧克力都是这样制成的。接下来两周，种子开始腐烂发酵，温度也不断升高。这么做是要“杀死”种子，不让它们发芽长成可可树。但更重要的是它还会促成化学反应，把可可豆里的成分转变成巧克力味的必要元素。不经过这个程序，再多其他方法都做不出巧克力。

3，巧克力的飞跃一步！许多美食都是需要想象的。

接下来的事只有违反直觉的天才才想得到：分离并纯化可可脂后，也把可可粉磨细了，何不把两者再混在一起，然后加上糖，创造出完美的可可豆，那种你希望就长在树上，糖、巧克力和脂肪混合得恰到好处的可可豆呢？就像来到威利·旺卡巧克力工厂一样？

4，巧克力对狗狗来说竟然是剧毒！

可可碱，和咖啡因一样是兴奋剂兼抗氧化剂，但对狗来说是剧毒。每年都有许多狗误食巧克力而丧命，尤其是在复活节和圣诞假期。

六，开创另一个时代的玻璃。

1，玻璃是古罗马人发明创造的。发明的契机在于闪电击中岩石！

虽然古埃及人和古希腊人都对玻璃制造有所贡献，不过真正让玻璃走入日常生活的还是古罗马人，是他们发现了“助熔剂”的妙用。他们使用的助熔剂是泡碱，一种天然生成的碳酸钠。

2，直到清朝，中国人的窗户，还是用纸糊的。

中国人独缺的发明

或许因为玻璃实在太脆弱了，所以制造玻璃的技术在古罗马人取得大幅跃进之后，便停滞不前。中国人也懂得制作玻璃，甚至曾买卖古罗马人的玻璃，却没有继续发展制玻技术。这一点颇令人意外，因为在罗马帝国瓦解后，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。

3，望远镜，大航海时代的必要工具。

显微镜，现代生物学的必要工具。

开放融合的意义在于，对于万千事物可以不懂，但要有好学的精神和途径。小到一个人，大到一个国家都是如此。

玻璃技术是否推动了17世纪的科学革命，两者是不是简单的因果关系，目前还未有定论。玻璃看来更像是必要条件，而非充分条件。但有一点毋庸置疑，就是东方忽视了玻璃整整一千年，而玻璃却在这段时间彻底改变了欧洲人一项最宝贵的传统。

七，被钻石商神话的钻石。

1，人类发现的宇宙中最大的钻石，是一颗行星，地球的五倍大。

目前人类发现的最大钻石位于银河系巨蛇座的巨蛇头，它是脉冲星PSR J1719-1438的卫星，体积为地球的五倍。

2，六方晶系陨石钻石

钻石的崇高地位除了受到石墨的强力挑战，还面临另一个打击，那就是它并非世上最硬的物质。1967年，人类发现碳原子还有第三种排列方式，能形成比钻石还坚硬的物质。这个物质名叫六方晶系陨石钻石，结构以石墨的六角形平面为基础，只是改为立体构造，据称硬度比钻石高出58%，但由于数量太少，所以很难测试。最早的样本是在美国亚利桑纳州迪亚布洛峡谷（Canyon Diablo）的陨石上发现的，高热和巨大的撞击力把石墨变成了六方晶系陨石钻石。

3，石墨烯是世界上最纤薄、最强韧和最坚硬的物质，导热速度比目前已知的所有材料都快，也比其他物质更能载电，导电更快、电阻更小。

海姆的团队拿到诺贝尔奖不是因为做出单层石墨，而是发现单层石墨的性质非常特别，就算放在纳米世界中也一样奇特，应该将它视为一种新材质，并且取个名字。他们决定叫它“石墨烯”。

七，真正恒久远的是陶瓷。

伟大的中国人发明了陶瓷，这种伟大的材料却可怜的躺在了我们的餐桌上。

1，铺的瓷砖与用的瓷碗是不同级别不同技术

上釉能防止水分渗入，却仍无法解决瓷砖内部孔隙过多的问题，而这正是裂痕出现的原因。所以瓷砖还是相对脆弱，上釉的陶杯和陶碗也不例外。这个问题还是由中国人解决了，不过靠的是发明一种全新的陶瓷。

2，骨瓷，原来如此！

这种白陶的表面近乎完全光滑，可以说是世上可见的最美的陶瓷，而且强度和硬度都远超其他陶瓷。由于强度极高，它可以制成极薄的杯碗，几乎和纸一样薄，却依然不容易产生裂痕。做出来的杯子近乎透明，相当细致。它就是瓷。

3，这一章引发了我对瓷器的兴趣，又另外找了几本有关瓷器的书看，受益匪浅，更加感受到中国瓷器的伟大。涂睿明的书可以关注。

最后，作者用一张图片介绍了他身边的十大材料，最后归结起来，他认为万物不过是原子，但是在我看来：

在量子的尺度下，万物不是原子，只是一团团波。