21、数 据 通 讯
    从50年代末期开始，电子计算机与通讯技术相结合，一种新的通讯方式——“数据通讯”应运而生。
    数据通讯是把数据的处一和传输合为一体，实现数字信息的接收、存储、处理和传输，并对信息流加以控制、校验和管理的一种通讯形式。
    计算机与通讯线路及设备结合起来实现人与计算机、计算机与计算机之间的通讯，不仅使各用户计算机的利用率大大提高，而且极大地扩展了计算机的应用范围，并使各用户实现计算机软硬件资源与数据资源的共享。对计算机的远距离实时控制和对数据的远距离收集等项工作，也都可以利用数据通讯来进行。
    用于数据通讯的通讯网，称为数据通讯网。它分为专用数据网和公用数据网。专用网发展较早，目前仍普遍使用。在20世纪70年代前，公用数据通讯一般使用原有的公共电话网或电报网。70年代以来，随着数据通讯迅速发展，开始建立公用数据网。而局域网则是一种专用的数据通讯网。
    公用数据网一般采用分组交换和电路交换两种交换方式。分组交换能提高电路的利用率，更灵活地满足实时数据通讯的要求。分组交换网是一种主要的公用数据通讯网。
    在现代信息社会中，政府机关及各个部门要实现高效率的管理，数据通讯是一种至关重要的手段。
    数据网的建立和发展，是我国“八五计划”的重点项目。我国国内分组交换网已于1989年11月正式使用，各大城市间已开通了数据通讯业务，利用这个网还能进行国际数据库的联网检索。
    在通讯发达的国家，用户只要携带一台袖珍式电脑，与国际长途直拨电话线相连，就可以与全球任何地方进行数据信息的交换。

22、新材料技术
    人类社会发展的历史证明，材料是人类生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础，也是人类社会现代文明的重要支柱。纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要的新材料的发现和应用，都把人类支配自然的能力提高到一个新水平。材料科学技术的每一次重大突破，都会引起生产技术的革命，大大加速社会发展的进程，并给社会生产和人们生活带来巨大的变化。
    所谓材料，是指人类能用来制作有用物件的物质。所谓新材料，主要是指最近发展或正在发展之中的具有比传统材料更具优异的性能的一类材料。目前世界上传统材料已有几十万种，而新材料的品种正以每年大约 5％的速度在增长。世界上现有 800多万种人工合成的化合物，而且还在每年以25万种的速度递增，其中相当一部分有发展成为新材料的潜力。
    世界各国对材料的分类不尽相同，但就大的类别来说，可以分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料四大类。若按照材料的使用性能来看，可分为结构材料与功能材料两大类。结构材料的使用性能主要是力学性能；功能材料的使用性能主要是光、电磁、热、声等能性能。从材料的应用对象来看，它又可分为信息材料房源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等多种类别。
    国际上关于材料科学与工程的战略研究表明，它是高技术发展的一个关键，而且对国计民生、国家安全以及增强国家在国际市场上的竞争力都有重要影响。
 
23、高分子材料
    人类活动与高分子（或称聚合物）有着密切的关系。在漫长的岁月里，无论是人类用于充饥的淀粉或蛋白质，还是御寒用的皮、毛。丝、麻、棉，都是天然的高分子材料，就连人体本身，基本上也是由各种生物高分子构成的。大约在20世纪20年代中期，科学技术的发展使科学家们有可能用物理化学和胶体的方法去研究天然和实验室合成的高分子物质的结构。德国物理化学家斯陶丁格经过近10年的研究认为，高分子物质是由具有相同化学结构的单体(Monomer),经过化学反应（聚合）将化学键连接在一起的大分子分合物(Polymer),高分子或聚合物一词即源于此。1928年当斯陶丁格在德国物理和胶体化学年会上宣布这一观点时，却遭到多数同行反对而未被承认。但真理确在斯陶丁格这一边，经过两年的实验验证，1930年斯陶丁格再次在德国物理和胶体化学年会上阐明他的高分子概念观点时，他成功了。至此，历经10余载的争论，科学的高分子概念才得以确立。为表扬斯陶丁格的功绩，瑞典皇家科学院授予他1953年诺贝尔化学奖。
    从1930年高分子科学概念建立至今虽然只有半个多世纪，但由于高分子材料具有许多优良性能，适合工业和人民生活各方面的需要，而且它的原料丰富，适合现代化生产，经济效益显著，且不受地域、气候的限制，因而高分子材料工业取得了突飞猛进的发展。目前世界上合成高分子材料的年产量已超过1．4亿吨。如今高分子材料已经不再是金属、木、棉、麻、天然橡胶等传统材料的代用品，而是国民经济和国防建设中的基础材料之一。与此同时，高分子科学的三大组成部分一高分子化学、高分子物理和高分子工程也已日趋成熟。
    高分子是由碳、氢、氮、硅、硫等元素组成的分子量足够高的有机化合物。之所以称为高分子，就是因为它的分子量高。常用高分子材料的分子量在几百到几百万之间，高分子量对化合物性质的影响就是使它具有了一定的强度，从而可以作为材料使用。这也是高分子化合物不同于一般化合物之处。又因为高分子化合物一般具有长链结构，每个分子都好像一条长长的线，许多分子纠集在一起，就成了一个扯不开的线团，这就是高分子化合物具有较高强度，可以作为结构材料使用的根本原因。另一方面，人们还可以通过各种手段，用物理的或化学的方法，或者使高分子与其他物质相互作用后产生物理变化或化学变化，从而使高分子化合物成为能完成特殊功能的功能高分子材料。
    功能高分子材料主要包括物理功能高分子材料及化学功能高分子材料。前者如导电高分子、高分子半导体。光导电高分子、压电及热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等；后者如反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜。鳌合高分子、高分子催化剂、高分子试剂及人工脏器等。此外还有生物功能和医用高分子材料，如生物高分子。模拟酶、高分子药物及人工骨材料等。
    高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜。胶粘剂和涂料等，其中被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国家建设和人民日常生活中必不可少的重要材料。

24、复 合 材 料
    金属、陶瓷和有机高分子材料各有其固有的优点和缺点，而复合材料则是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料，它既能保留原组成材料的主要特色，又能通过复合效应获得原组分所不具备的性能，还可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得新的优越性能。复合材料的使用历史可以追溯到上万年前的原始人类时期，当时最原始的复合材料是在粘土泥浆中掺稻草制造的粘土砖。在古代的复合材料中最引人瞩目的是中国的漆器。漆器出现在距今4000多年前的夏代，它是以丝、麻等天然纤维作增强材料。用火漆作粘结剂而制成的复合材料。历经几千年的发展，由古代复合材料而发展到近代复合材料，包括软质复合材料（各种纤维增强的橡胶）以及硬质复合材料(即纤维增强树脂，如玻璃钢等）。60年代以来由于航空、航天工业的迅猛发展，需要高强度、高模量、耐高温和低密度的复合材料，于是先进的复合材料应运而生。所谓先进复合材料，一般是指具有比强度大于4X106厘米和比模量大于4X108厘米的的结构复合材料。先进复合材料的出现源于航空、航天工业的需要。反之，它又促进了航空、航天等高技术产业的发展，被公认为是当代科学技术中的重大关键技术。
 
25、电 子 材 料
    电子材料是指在电子技术和微电子技术中使用的材料，包括半导体材料、介电材料、压电及铁电材料、磁性材料、某些金属材料、高分子材料以及其他相关材料，其中最重要的是半导体材料。
    在电子和微电子技术中，半导体材料主要用来制做晶体管、集成电路、固态激光器的探测器等器件。1906年发明真空三极管，奠定了本世纪上半叶无线电电子学发展的基础，但采用真空管的装备体积笨重、能耗大、故障率高。1948年发明了半导体晶体管，使电子设备走向小型化、轻量化、省能化，晶体管的功耗仅为电子管的百万分之一。1958年出现了集成电路。集成电路的发展带来了电子计算机的微小型化，从而使人类社会掀开了信息时代新的一页。目前制造集成电路的主要材料是硅单晶。硅的主要特性是机械强度高、结晶性好、自然界中储量丰富、成本低，并且可以拉制出大尺寸的硅单晶。可以说，硅材料是大规模集成电路的基石。
    硅固然是取之不尽、用之不竭的原材料，但化合物半导体材料，如砷化镓很可能成为继硅之后第二种最重要的半导体材料。因为与硅相比，砷化镓具有更高的禁带宽度，因而砷化镓嚣器件可以用于更高的工作温度，又由于它具有更高的电子迁移率，所以可用于要求更高频率和更高开关速度的场合，这也就使它成为制造高速计算机的关键材料。砷化镓材料更重要的一个特性是它的光电效应，可以使它成为激光光源，这是实现光纤通讯的关键。因而预计砷化镓材料在世纪之交的90年代将有一个大发展。
    在高真空条件下，采用分子速外延（MBE）、化学气相沉积（CVD）、液相外延（LPE）金属有机化学气相沉积（MOCVD）、化学束外延（CBE）等方法，在晶体衬底上一层叠一层地生长出不同材料的薄膜来，每层只有几个原子层，这样生长出来的材料叫超晶格材料。超晶格的出现将为半导体材料、器件的发展开辟更新的天地。