隋刚教授以树脂基复合材料为例，对复合材料的广泛应用进行了简单说明：“这是技术发展比较成熟，使用范围最广泛的一类复合材料，一般是由短切纤维、连续纤维及其织物增强热固性或热塑性聚合物基体而成。

　　在航空方面，碳纤维树脂基复合材料在减轻结构重量、提高结构效率、改善结构可靠性、延长结构使用寿命方面，具有其他材料无法比拟的优势，已经是应用于A380、波音787等飞机的主结构材料。

　　在航天方面，固体火箭发动机壳体、液体燃料贮箱、仪器舱段、卫星整流罩等重要部件也都是由复合材料制造的。而风能和核能发电设备、轻量化汽车、体育休闲用品等更是离不开复合材料的身影。此外，在集成电路、电磁屏蔽、隐身材料以及生物组织工程等方面，复合材料同样大有可为。”

　　有机化学修饰，带来纳米材料领域新进展

　　材料科学发展到今天，纳米材料越来越多地得到人们的关注。纳米粒子具有许多不同于常规固体的新奇特性，而且，仅用少量的纳米填料就可实现复合材料性能的提高。因此，纳米材料领域受到不少复合材料研究人员的重视与青睐。不过，由于碳纳米管和碳纳米纤维等一维纳米材料在聚合物基体中易团聚、界面粘结差，难以发挥性能优势，这让不少研究者都颇为伤神。针对此项难题，隋刚教授进行了多年研究，终于有所收获。

　　“我们对碳纳米材料表面进行了有机化学修饰，并通过与特殊化合物的力化学反应及后处理技术，得到液态的纳米添加物。这种液态纳米添加物在环氧树脂等聚合物基体中不聚集不缠绕，易于分散，并具有适当的反应活性，能够和环氧树脂基体发生化学及物理结合，形成一种超分子结构。”隋刚教授这样说。

　　当问到这种纳米添加物与传统工艺的简单混合以及普通化学接枝有何不同时，隋刚教授解释道：“它消除了纳米粒子对于环氧树脂黏度的影响，能够通过共价键链接在环氧树脂分子链上，均匀分布在环氧树脂交联网络之中，发挥增强作用。同时，通过调节交联网络密度，改善材料韧性。此外，还可以降低环氧树脂表面能，提高热稳定性，改善聚合物基体与碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维和超高分子量聚乙烯纤维等增强材料的界面黏接。通过碳纳米材料和连续纤维的多尺度协同增强作用，可同时实现纳米复合材料的高强、高韧和良好的界面性能。”

　　■ 延伸阅读

　　材料与化学的“双重变奏史”

　　材料的每一次发展，都影响着科学技术领域的整体水平，并给人们的生活带来巨大的变化。没有半导体单晶硅材料就不可能有今天的微电子产品，没有先进复合材料也不可能有航空航天工业的飞速发展。

　　天然橡胶产品出现于19世纪初期，但由于它在炎热天气下会变软，而在寒冷天气下又会变脆，在实用性方面存在很大障碍。1839年发明的天然橡胶硫化技术解决了这一难题，化学促进剂和稳定剂的加入改善了天然橡胶存在的问题，而这一基本方法现今仍在使用。

　　从20世纪20年代早期试验火箭的首次发射，到50年代的通信卫星，再到80年代的可重复使用的航天飞机，人类在探索太空方面取得了骄人的业绩。在这一过程中，化学技术提供了符合设计要求的材料。研制出来的铝、钛合金为飞机制造提供了强度高、重量轻、耐高温和耐腐蚀的材料。随着对碳纤维及复合材料研究的不断深入，其技术和产品也逐渐进入军用和民用领域，如用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等人体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。

　　在不远的将来，各种新型材料都有望得到研制开发，比如可被随意挤压成形的凝胶材料、可以制作隐身斗篷的隐身材料、透光混凝土材料、气凝胶材料等等。