第368章 材料
末日求生，我打造了魔植世界 作者：喪屍舞 投票推薦 加入書簽 留言反饋
當然，事實上不是說所有的泰坦都具備了類似於原子吐息的能力。
有一些泰坦它們所具備的能力是發射某些特殊的能量場，或者電波，或者其他的一些強大的能量輸出。
但不論是哪一種，基本上都意味著這些泰坦是真正的傳奇生物，強大生物，它們所能夠利用的能量，是超出生物極限的，甚至根本不可能是生物所能夠具備的。
泰坦們所擁有的這種強大的核熔爐的釋放能量，本質上就是恆星釋放能量的一種方式。
人類在進入科技文明時代以後，通過各種各樣的儀器設備能夠實現核裂變，從而成功的開發出了威力強大的核武器以及使用核裂變的核電站。
然而即便是在人類眾多智慧群體的集體努力之下，可控的核聚變也一直都是一個重要的難題。
也就是說人類對於這方麵雖然有所研究，但是一直也覺得恐怕要相當長的一段時間才能夠實現。
但是那些強大的泰坦們這些生物卻是天然的就在身體裏具備了可控核裂變的能力。
這說實話其實是相當可怕的。
對核能的利用，還有對於將核能開發成武器方麵，在人類的科技時代，通過各種各樣的儀器設備，還有許多人的智慧才能夠凝聚出來。
這種堪稱人類對於自然對於物理對於科技的頂尖科研成果。
要知道，在過去人類在幾千年漫長的時間裏麵，對於能量的禦用，基本上還停留在很初級的階段。
絕大多數時候使用的僅僅就是燃料用於燒水、供暖，像過去人類對於能量上使用的，基本上就是木材以及煤炭。
而這些能量的最大用途基本上也就是用來供暖，然後燒水煮飯，滿足人類最基礎的生活所需。
但是進入到工業革命時代，人類對於能量的運用開始有了長足的進步和變化。
一個最直觀的表現，那就是人類從過去對於煤炭或者木材這些燃料的燃燒所獲得的熱能開始轉化為機械能。
這基本上意味著人類對能量的一個巨大的進步是超過人類以往。對於能量運用的所有理解和改變。
工業革命的標誌也基本上就是蒸汽機的發明。
如果說人類的社會進步的本質是燒開水，那麽這是人類第1次通過燒開水這一項最基礎的動作獲得了能量轉化之中從化石燃料產生的熱能，一步步將其轉化為了人類所需要的機械能。
這裏麵的意義是極其重大的，這標誌著人類再也不會再停留在過去，那種對於機械能力漸漸使用的初級階段。
要知道人類對機械的發展其實是很早就開始了，可以說追溯到最早時期，人類對於工具的使用，這個時候就已經是一種機器人的應用了。
實際上人類最早使用的長矛還有弓箭等武器其實用這些武器捕獵的時候使用的就是一種機械能。
像長矛的投擲是需要十分精湛的技巧。而同時為了讓長矛能夠更好的命中目標，可以又射得遠又鋒利。就需要對長矛進行各方麵的改進。
這個時候使用長矛所使用的機械能就是人類的自身與長矛相互結合，用機械進行捕獵和攻擊。
而到了使用弓箭的時候就更進一步因為弓箭本身就就具備了彈力，不需要人類再通過額外的手臂用力來使得這些弓箭的箭矢能夠射出去。
這個時候弓箭運用的就是弓的彈力，也就是一種機械的能量，然後再將箭矢射出去，擊中目標，這其實就是早期人類對於機器人的運用。
而在弓箭被發明出來以後，基本上人類具備了遠程攻擊能力，在原來星球上的所有猛獸，就再也沒有辦法對人類造成什麽威脅。
所以說人類的進步是對於工具的運用，同時也是一種對於能量轉換的運用。
但在此之後的數千年裏，人類對於這種機械能的運用，基本上還是停留在原來的基礎上。
也就是說不管人類再如何的在這方麵進行研究發展，還是逃脫不了動能與動能之間的轉換。
又或者說後來人類發明出了一種名為迴迴炮一樣的武器，這個是通過重力勢能轉化為動能來進行攻擊。
但這兩者本質上差距並不大，或者說沒有造成質變的效果，因為這種重力是能穿的為動人，他沒有辦法對能量進行更遠的傳導和儲存。
而且這種能量也沒辦法進行持續性的輸出，從而保證才是一個一直持續的機動的能量。
所以到了工業革命時代，蒸汽機被發明出來，人類從燒開水這個很日常的生活現象之中，真正觀測到了一種從熱能轉化為機械能的方式方法。
在這種方法被創造出來以後僅僅不過是數年數10年的時間，人類在機械方麵就得到了長足的進步和發展。
大型的工廠製造還是使用蒸汽機，各種各樣的道路上開始出現了火車……這一切的發展都極大的提升了人類的進步速度，工業革命也在此正式拉開了序幕。
這種對於能量的轉換和運用使得人類真正打開了過去，想象的自古在蒸汽機發明沒多長時間，人類再次又發明了內燃機。
小米機蒸汽機內燃機，不一定說是最優勢最恰當的方式。方法，畢竟兩者不斷發展下去都能夠出現各種各樣的進步，但在當時由於內燃機的個頭像還有能量的轉換率高，所以漸漸取得了優勢。
不過總體而言，不管是使用蒸汽機或者是使用內燃機兩者之間雖然有很多地方是有所差距的，但是能量的轉換方麵又有著承前啟後的作用。
生產力的巨大進步就會推動著整個社會的快速變革不管成。現實的使用上還是在理論的進步上，兩者都是能夠相互促進的。
在工業革命出現後不久，人類很快也就迎來了電力革命。
這就是人類在能源上的使用的一個重大進步。
過去人類將熱能轉化為機器人，使得人類具備了過去所沒有的強大力量，發明火車能夠。載中幾萬幾十萬幾百萬噸的貨物來迴在整個大地上奔馳。
也能夠在岩石山頂，憑借著強大的機械能量，直接將這一切給破開。
大型的工廠使用了這種工業上的機械能量可以大大的提升生產效率。
總之，人類的第1次大規模的生產和變革出現了。
在這次變革之後，各種各樣的技術理論研究等等方麵都在快速的進步。
而在不久之後，人類再次迎來了最重要的一次，革命也就是所謂的電力革命。
革命這一詞就意味著是改變了過去所有的現狀是打破了過去的常規方式方法，是創造了一條新的道路。
所以電力革命的出現，又不能指責人類對於電力的掌控，進入到一個新的階段。
而且電能不像原來的蒸汽機，它是一種可以遠程傳導，也可以儲存起來的強大能量，機器靈活運用起來又方便。
人類通過使用電纜能夠再次驅動那些強大的機械，使得原本困於第1次工業革命，也就是蒸汽積累許多產品又得到了再一次的進步和發揮。
人類基本上已經具備擁有了真正改造自然世界的力量。
再到後麵，人類進入到信息革命。在這個時候，人類對於自然世界的認知已經真正達到了一種超出於當前智慧生物所能觸及的極限。
而且在這一個階段，人類開始真正對於能源的利用有了完全不一樣的想法。各種各樣的認知改變著人類對於整個世界的認知。
而其中一個真正的關鍵就在於人類對於核能量的運用。
其實核能源的利用基本上是當前這個宇宙最基本最基礎，也是最強大的能量。
因為整個世界整個宇宙都是由各種各樣不同的粒子組成。而核能量的來源其實就是一些粒子的碰撞交互爆發出來的。
可以說從這個角度上來講，這些能量的獲得就標誌著人類真正走向了這個宇宙世界。開始對於真正整個宇宙世界有了超出遺忘的正確認知。
並且在認識到宇宙以後，也開始逐步掌控著這種改造整個宇宙的力量。
要知道，當前宇宙之中各種各樣強大的力量，基本上都是來自於這些原子能也就是核能。
不管是恆星的誕生，還是說恆星最後的洇滅轉化成了另外一些星球，又或是受到重力坍縮成黑洞。
可以說這些能量都是宇宙之中最根本最強大的。
它不是完全局限於恆星當中，每一顆星球內部基本上其實都有。
因為當天體達到一定的質量以後，其內部自然而然就會出現這樣的的反應。
這是由於天體的質量太大，所產生的重力太大，自然而然就會將大量的原子往自己的中間擠壓。
在這個過程之中，原子之間不斷的擠壓做功坍塌就會引發出強烈的能量。
這些其實都是原子能。
人類從誕生以來到覺醒，文明到最後掌握核能，其中每一步都走得十分的困難。
迴顧過往，或許覺得人類似乎都比較輕易，可是真正處在曆史潮流之中就會明白這些事情每一次的誕生，每一次的努力，最終是能造成的結果。
況且人類現在所掌控的核能也永遠不是聚變反應還是處於一個較為基礎前期的裂變反應，兩者之間的差距也是極其巨大的。
事實上簡單來說，人類目前的情況僅僅隻是簡單的掌握了一些。關於核能方麵的知識，最多可以算是一個初學的入門者。對於更深刻更高端的知識，目前的人類來說，還有好多都沒有辦法解決。
畢竟限製一樣事物的誕生，有時候不僅僅是理論或者說是技術，相反材料也是一個很重要的關鍵。
就像災變爆發之前的科技文明時代人類，其實那時候在理論上人類已經對於核武器或者說核能的利用有了進一步的認識。
比如對於可控核聚變，可以說人類在理論上對於實現這種對於當時人類來說，清潔的幾乎無限的能源有了詳實的、可實現的方式方法。
然而，迫於當時在材料學上的限製，即便對於核能、可控核聚變有了進一步深入的認識，已經到了臨門一腳，可實現邊緣，但人類依舊沒有辦法進一步對這一項展開研究。
事實上，在科技文明時代，人類的很多應用上的科技，都是因為材料的緣故，所以使得許多在理論上成立的東西，可在實際過程之中卻是天差地別。
比如航空發動機，就是一個典型案例。
航空發動機被譽為現代工業“皇冠上的明珠”，其性能和可靠性要求極高。在航空發動機的研製過程中，材料學起著至關重要的作用。由於一些關鍵材料達不到要求，這就會導致在航空發動機領域的科技應用一度滯後。
首先，航空發動機需要在高溫、高壓、高轉速的極端環境下長時間可靠運行。例如，渦輪葉片需要承受高達數千攝氏度的燃氣溫度，這就要求葉片材料具備極高的耐高溫性能、強度和抗氧化性能。然而，很長一段時間內，我國在高溫合金等先進材料的研發和生產方麵與國際先進水平存在差距。材料的耐高溫性能不足，使得渦輪葉片在高溫下容易變形、損壞，嚴重影響發動機的性能和壽命。
其次，航空發動機的風扇葉片、壓氣機葉片等部件也需要高強度、高韌性的材料。這些材料不僅要能夠承受巨大的離心力和空氣動力載荷，還要具備良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能。由於材料學的限製，在這些關鍵部件材料的研發上進展緩慢，導致發動機的整體性能和可靠性難以得到有效提升。
此外，航空發動機的製造還需要大量的特殊材料，如陶瓷基複合材料、鈦鋁合金等。這些材料具有優異的性能，但研發難度大、成本高。在這些材料的產業化應用方麵還麵臨諸多挑戰，這也在一定程度上製約了航空發動機技術的發展。
可以說，如果航空發動機所使用的材料能夠滿足需求，那麽人類是完全能夠製造出更加強大的，馬力更加強悍，性能更卓絕的航空發動機。
發動機的葉片材料要是能夠突破材料的限製，人類製造出來的航空火箭以及航空飛機都將能夠擁有更大的載力，更快的速度。
此外，除了航空航天領域之外，還有像是半導體領域。碳化矽半導體材料是第三代半導體材料的代表之一，具有耐高壓、耐高頻、耐高溫等優點，在新能源汽車、智能電網、5g 通信等領域具有廣闊的應用前景。
然而，碳化矽材料的製備難度大、良率低、產能小，導致其成本較高，限製了它在半導體領域的大規模應用。例如，在新能源汽車的功率電子器件中，雖然碳化矽器件能夠提高電動汽車的續航裏程和充電速度，但由於碳化矽襯底的成本較高，使得整車的成本增加，影響了碳化矽器件在新能源汽車領域的滲透率。
如果能夠在這方麵解決材料上的問題，那麽在通信領域將有著重大的意義。
還有像光刻膠方麵，光刻膠是半導體芯片製造過程中不可或缺的關鍵材料，其性能直接影響芯片的製程精度和良率。
此外，還有鋰電池領域，比如固態電池電解質材料固態電池被認為是下一代電池技術的重要發展方向，具有高能量密度、高安全性等優點。
然而，固態電池的發展受到電解質材料的限製。目前，固態電解質材料的離子電導率較低、界麵穩定性差，導致固態電池的性能難以達到理想狀態。例如，氧化物固態電解質材料雖然具有較高的離子電導率，但在製備過程中容易產生裂紋，影響電池的性能；聚合物固態電解質材料的離子電導率較低，且在高溫下容易軟化，限製了其在高溫環境下的應用。
另外還有鋰硫電池正極材料，鋰硫電池具有高理論能量密度、低成本等優點，但硫正極材料存在導電性差、體積膨脹大、穿梭效應等問題，導致鋰硫電池的實際性能遠低於理論值。這些問題的解決需要開發新型的正極材料或對硫正極進行結構設計和改性，但目前尚未找到一種有效的解決方案，限製了鋰硫電池的實際應用。
至於醫療方麵，還有人工關節材料以及心髒支架材料。
人工關節需要具備良好的生物相容性、耐磨性、耐腐蝕性和力學性能。目前，常用的人工關節材料有金屬材料如鈦合金、鈷鉻鉬合金等、高分子材料如超高分子量聚乙烯等和陶瓷材料等。然而，這些材料都存在一定的局限性。例如，金屬材料的彈性模量與人體骨骼相差較大，容易導致應力遮擋，影響骨骼的生長和修複；高分子材料的耐磨性和耐腐蝕性相對較差，長期使用可能會產生磨損顆粒，引發炎症反應；陶瓷材料的脆性較大，在使用過程中可能會發生破裂。
心髒支架是治療心血管疾病的重要醫療器械，其材料需要具備良好的生物相容性、可降解性和力學性能。目前，常用的心髒支架材料有金屬支架和可降解支架。金屬支架雖然具有較高的力學強度，但長期存在於體內可能會導致血管內膜增生、再狹窄等問題；可降解支架在體內能夠逐漸降解，避免了金屬支架的長期並發症，但可降解支架的降解速率和力學性能的匹配是一個難題，過快的降解速率可能會導致支架在血管尚未完全修複之前失去支撐作用，影響治療效果。
所以從這些方麵來說，材料學對於人類整個科技文明的發展是有著至關重要的。
像可控核聚變，人類在理論上其實是已經掌握了，也驗證過的，但一直受製於材料，沒辦法真正展開研究，更不用說進行實驗，乃至於最後的大規模普及應用。
可控核聚變是一種利用輕核聚變為重核釋放巨大能量的技術。
理論上來說就是指兩個較輕的原子核結合成一個較重的原子核，並釋放出大量能量的過程。在太陽和其他恆星內部，就是通過核聚變反應產生能量的。
而對於人類來說，可控核聚變變主要利用氫的同位素氘和氚作為燃料，通過特定的反應方程式，使得氘和氚的原子核克服了庫侖斥力，在高溫、高壓等特定條件下發生聚變，釋放出巨大的能量。
實現可控核聚變的條件主要有三點，高溫，高壓，以及約束時間。
其中高溫是實現核聚變的關鍵條件之一。在極高的溫度下，原子核具有足夠的動能，能夠克服庫侖斥力，接近到可以發生核聚變的距離。對於氘氚聚變反應，需要達到上億攝氏度的高溫。在這樣的高溫下，物質處於等離子體狀態，即由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的電離氣體。等離子體具有獨特的物理性質，如導電性、熱傳導性等。
第二個高壓可以增加原子核的密度，提高核聚變反應的概率。在太陽內部，巨大的引力提供了高壓環境。而在地球上實現可控核聚變，需要通過其他方式來產生高壓，如磁場約束、慣性約束等。
而第三即使滿足了高溫和高壓條件，核聚變反應也需要一定的時間才能持續進行。因此，需要將高溫等離子體約束在一定的空間內，使其有足夠的時間發生聚變反應。約束時間越長，核聚變釋放的能量就越多。
在科技文明時代，人類對可控核聚變的實現方法，主要有兩種：
一個是磁約束核聚變，另外一個是慣性約束核聚變。
磁約束核聚變是利用磁場來約束高溫等離子體，使其在一定的空間內發生核聚變反應。目前，最具代表性的磁約束核聚變裝置是托卡馬克裝置。
托卡馬克裝置通過強大的磁場將等離子體約束在環形真空室內，防止等離子體與裝置壁接觸而冷卻。同時，通過加熱等手段維持等離子體的高溫狀態，促進核聚變反應的進行。
磁約束核聚變的優點是可以實現連續運行，並且能夠產生較高的能量輸出。但目前磁約束核聚變技術還麵臨著許多挑戰，如等離子體的穩定性控製、磁場的優化設計、材料的耐輻射性能等。
慣性約束核聚變是利用高功率激光或粒子束等手段，在極短的時間內對含有氘氚燃料的微小靶丸進行加熱和壓縮，使其達到高溫、高壓狀態，引發核聚變反應。
當激光或粒子束照射靶丸時，靶丸表麵迅速蒸發並產生反作用力，使靶丸內部的燃料被壓縮到極高的密度和溫度，從而實現核聚變。由於慣性的作用，在靶丸解體之前，核聚變反應能夠持續一段時間。
慣性約束核聚變的優點是可以在較短的時間內產生極高的能量密度，並且裝置相對較小。但目前慣性約束核聚變技術也存在著一些難題，如激光或粒子束的能量轉換效率、靶丸的製備和定位精度、聚變反應的重複性等。
然而，在大災變發生之前的人類科技世界，可控核聚變雖然有了清晰的方向和方法。
但是受製於材料，依舊沒有辦法完完全全說是達到可控的範疇。
事實上，滿足可控核聚變的三個條件，高溫、高壓和約束時間，如果有一種或者幾種材料，能夠實現達到這樣的條件，可控核聚變瞬間就變得無比簡單。
這就像是一台蒸汽機或者內燃機一樣。
在鋼鐵或者其他的金屬等材料被發明運用出來前，人類想要實現蒸汽機和內燃機可以說是天方夜譚。
畢竟沒有那樣強的材料，根本上在最初的第一步就完全實現不了。
可有了這樣的材料，那麽不管是蒸汽機還是內燃機，在理論上已經成立的前提下，製作起來就十分的輕鬆容易。
而可控核聚變同樣是如此。
現在對於人類來說，所謂的巨大難點，其實就是材料上達不到使用的需求。
若是材料能夠達到，或者說這樣的材料可以源源不斷的生產出來，那麽可控核聚變其實是真的能夠變得普及和簡單的。
就像曾經在人類文明尚未崩潰的前，有過一本流行頗廣的科幻小說，裏麵就出現描述的外星人抵達地球所具備的飛船，對方竟然就是用很粗糙、簡單的原始材料製作出來的。
為什麽能夠這樣？
其實很簡單，那就是那些外星人所身處的星球，重力不一樣，所采用的材料的強度也不一樣……
很多在普通人看起來匪夷所思的東西，在某些材料達到一定的強度之後卻是一切都變得普通。
就像可控核聚變這樣堪稱是人類科技結晶和典範的存在，在人類文明時代都一直未能實現。
但如果真的有一天出現了一艘外星戰艦的話，所擁有的就是可控核聚變的能量，其實也沒什麽稀奇的。
這本身不意味著對方在理論材料學上，比那時候的人類生出多少，更為關鍵的一點在於，有了那些特殊強度的材料，自然能夠延伸出不同的工具。
有一些泰坦它們所具備的能力是發射某些特殊的能量場，或者電波，或者其他的一些強大的能量輸出。
但不論是哪一種，基本上都意味著這些泰坦是真正的傳奇生物，強大生物，它們所能夠利用的能量，是超出生物極限的，甚至根本不可能是生物所能夠具備的。
泰坦們所擁有的這種強大的核熔爐的釋放能量，本質上就是恆星釋放能量的一種方式。
人類在進入科技文明時代以後，通過各種各樣的儀器設備能夠實現核裂變，從而成功的開發出了威力強大的核武器以及使用核裂變的核電站。
然而即便是在人類眾多智慧群體的集體努力之下，可控的核聚變也一直都是一個重要的難題。
也就是說人類對於這方麵雖然有所研究，但是一直也覺得恐怕要相當長的一段時間才能夠實現。
但是那些強大的泰坦們這些生物卻是天然的就在身體裏具備了可控核裂變的能力。
這說實話其實是相當可怕的。
對核能的利用，還有對於將核能開發成武器方麵，在人類的科技時代，通過各種各樣的儀器設備，還有許多人的智慧才能夠凝聚出來。
這種堪稱人類對於自然對於物理對於科技的頂尖科研成果。
要知道，在過去人類在幾千年漫長的時間裏麵，對於能量的禦用，基本上還停留在很初級的階段。
絕大多數時候使用的僅僅就是燃料用於燒水、供暖，像過去人類對於能量上使用的，基本上就是木材以及煤炭。
而這些能量的最大用途基本上也就是用來供暖，然後燒水煮飯，滿足人類最基礎的生活所需。
但是進入到工業革命時代，人類對於能量的運用開始有了長足的進步和變化。
一個最直觀的表現，那就是人類從過去對於煤炭或者木材這些燃料的燃燒所獲得的熱能開始轉化為機械能。
這基本上意味著人類對能量的一個巨大的進步是超過人類以往。對於能量運用的所有理解和改變。
工業革命的標誌也基本上就是蒸汽機的發明。
如果說人類的社會進步的本質是燒開水，那麽這是人類第1次通過燒開水這一項最基礎的動作獲得了能量轉化之中從化石燃料產生的熱能，一步步將其轉化為了人類所需要的機械能。
這裏麵的意義是極其重大的，這標誌著人類再也不會再停留在過去，那種對於機械能力漸漸使用的初級階段。
要知道人類對機械的發展其實是很早就開始了，可以說追溯到最早時期，人類對於工具的使用，這個時候就已經是一種機器人的應用了。
實際上人類最早使用的長矛還有弓箭等武器其實用這些武器捕獵的時候使用的就是一種機械能。
像長矛的投擲是需要十分精湛的技巧。而同時為了讓長矛能夠更好的命中目標，可以又射得遠又鋒利。就需要對長矛進行各方麵的改進。
這個時候使用長矛所使用的機械能就是人類的自身與長矛相互結合，用機械進行捕獵和攻擊。
而到了使用弓箭的時候就更進一步因為弓箭本身就就具備了彈力，不需要人類再通過額外的手臂用力來使得這些弓箭的箭矢能夠射出去。
這個時候弓箭運用的就是弓的彈力，也就是一種機械的能量，然後再將箭矢射出去，擊中目標，這其實就是早期人類對於機器人的運用。
而在弓箭被發明出來以後，基本上人類具備了遠程攻擊能力，在原來星球上的所有猛獸，就再也沒有辦法對人類造成什麽威脅。
所以說人類的進步是對於工具的運用，同時也是一種對於能量轉換的運用。
但在此之後的數千年裏，人類對於這種機械能的運用，基本上還是停留在原來的基礎上。
也就是說不管人類再如何的在這方麵進行研究發展，還是逃脫不了動能與動能之間的轉換。
又或者說後來人類發明出了一種名為迴迴炮一樣的武器，這個是通過重力勢能轉化為動能來進行攻擊。
但這兩者本質上差距並不大，或者說沒有造成質變的效果，因為這種重力是能穿的為動人，他沒有辦法對能量進行更遠的傳導和儲存。
而且這種能量也沒辦法進行持續性的輸出，從而保證才是一個一直持續的機動的能量。
所以到了工業革命時代，蒸汽機被發明出來，人類從燒開水這個很日常的生活現象之中，真正觀測到了一種從熱能轉化為機械能的方式方法。
在這種方法被創造出來以後僅僅不過是數年數10年的時間，人類在機械方麵就得到了長足的進步和發展。
大型的工廠製造還是使用蒸汽機，各種各樣的道路上開始出現了火車……這一切的發展都極大的提升了人類的進步速度，工業革命也在此正式拉開了序幕。
這種對於能量的轉換和運用使得人類真正打開了過去，想象的自古在蒸汽機發明沒多長時間，人類再次又發明了內燃機。
小米機蒸汽機內燃機，不一定說是最優勢最恰當的方式。方法，畢竟兩者不斷發展下去都能夠出現各種各樣的進步，但在當時由於內燃機的個頭像還有能量的轉換率高，所以漸漸取得了優勢。
不過總體而言，不管是使用蒸汽機或者是使用內燃機兩者之間雖然有很多地方是有所差距的，但是能量的轉換方麵又有著承前啟後的作用。
生產力的巨大進步就會推動著整個社會的快速變革不管成。現實的使用上還是在理論的進步上，兩者都是能夠相互促進的。
在工業革命出現後不久，人類很快也就迎來了電力革命。
這就是人類在能源上的使用的一個重大進步。
過去人類將熱能轉化為機器人，使得人類具備了過去所沒有的強大力量，發明火車能夠。載中幾萬幾十萬幾百萬噸的貨物來迴在整個大地上奔馳。
也能夠在岩石山頂，憑借著強大的機械能量，直接將這一切給破開。
大型的工廠使用了這種工業上的機械能量可以大大的提升生產效率。
總之，人類的第1次大規模的生產和變革出現了。
在這次變革之後，各種各樣的技術理論研究等等方麵都在快速的進步。
而在不久之後，人類再次迎來了最重要的一次，革命也就是所謂的電力革命。
革命這一詞就意味著是改變了過去所有的現狀是打破了過去的常規方式方法，是創造了一條新的道路。
所以電力革命的出現，又不能指責人類對於電力的掌控，進入到一個新的階段。
而且電能不像原來的蒸汽機，它是一種可以遠程傳導，也可以儲存起來的強大能量，機器靈活運用起來又方便。
人類通過使用電纜能夠再次驅動那些強大的機械，使得原本困於第1次工業革命，也就是蒸汽積累許多產品又得到了再一次的進步和發揮。
人類基本上已經具備擁有了真正改造自然世界的力量。
再到後麵，人類進入到信息革命。在這個時候，人類對於自然世界的認知已經真正達到了一種超出於當前智慧生物所能觸及的極限。
而且在這一個階段，人類開始真正對於能源的利用有了完全不一樣的想法。各種各樣的認知改變著人類對於整個世界的認知。
而其中一個真正的關鍵就在於人類對於核能量的運用。
其實核能源的利用基本上是當前這個宇宙最基本最基礎，也是最強大的能量。
因為整個世界整個宇宙都是由各種各樣不同的粒子組成。而核能量的來源其實就是一些粒子的碰撞交互爆發出來的。
可以說從這個角度上來講，這些能量的獲得就標誌著人類真正走向了這個宇宙世界。開始對於真正整個宇宙世界有了超出遺忘的正確認知。
並且在認識到宇宙以後，也開始逐步掌控著這種改造整個宇宙的力量。
要知道，當前宇宙之中各種各樣強大的力量，基本上都是來自於這些原子能也就是核能。
不管是恆星的誕生，還是說恆星最後的洇滅轉化成了另外一些星球，又或是受到重力坍縮成黑洞。
可以說這些能量都是宇宙之中最根本最強大的。
它不是完全局限於恆星當中，每一顆星球內部基本上其實都有。
因為當天體達到一定的質量以後，其內部自然而然就會出現這樣的的反應。
這是由於天體的質量太大，所產生的重力太大，自然而然就會將大量的原子往自己的中間擠壓。
在這個過程之中，原子之間不斷的擠壓做功坍塌就會引發出強烈的能量。
這些其實都是原子能。
人類從誕生以來到覺醒，文明到最後掌握核能，其中每一步都走得十分的困難。
迴顧過往，或許覺得人類似乎都比較輕易，可是真正處在曆史潮流之中就會明白這些事情每一次的誕生，每一次的努力，最終是能造成的結果。
況且人類現在所掌控的核能也永遠不是聚變反應還是處於一個較為基礎前期的裂變反應，兩者之間的差距也是極其巨大的。
事實上簡單來說，人類目前的情況僅僅隻是簡單的掌握了一些。關於核能方麵的知識，最多可以算是一個初學的入門者。對於更深刻更高端的知識，目前的人類來說，還有好多都沒有辦法解決。
畢竟限製一樣事物的誕生，有時候不僅僅是理論或者說是技術，相反材料也是一個很重要的關鍵。
就像災變爆發之前的科技文明時代人類，其實那時候在理論上人類已經對於核武器或者說核能的利用有了進一步的認識。
比如對於可控核聚變，可以說人類在理論上對於實現這種對於當時人類來說，清潔的幾乎無限的能源有了詳實的、可實現的方式方法。
然而，迫於當時在材料學上的限製，即便對於核能、可控核聚變有了進一步深入的認識，已經到了臨門一腳，可實現邊緣，但人類依舊沒有辦法進一步對這一項展開研究。
事實上，在科技文明時代，人類的很多應用上的科技，都是因為材料的緣故，所以使得許多在理論上成立的東西，可在實際過程之中卻是天差地別。
比如航空發動機，就是一個典型案例。
航空發動機被譽為現代工業“皇冠上的明珠”，其性能和可靠性要求極高。在航空發動機的研製過程中，材料學起著至關重要的作用。由於一些關鍵材料達不到要求，這就會導致在航空發動機領域的科技應用一度滯後。
首先，航空發動機需要在高溫、高壓、高轉速的極端環境下長時間可靠運行。例如，渦輪葉片需要承受高達數千攝氏度的燃氣溫度，這就要求葉片材料具備極高的耐高溫性能、強度和抗氧化性能。然而，很長一段時間內，我國在高溫合金等先進材料的研發和生產方麵與國際先進水平存在差距。材料的耐高溫性能不足，使得渦輪葉片在高溫下容易變形、損壞，嚴重影響發動機的性能和壽命。
其次，航空發動機的風扇葉片、壓氣機葉片等部件也需要高強度、高韌性的材料。這些材料不僅要能夠承受巨大的離心力和空氣動力載荷，還要具備良好的抗疲勞性能和耐腐蝕性能。由於材料學的限製，在這些關鍵部件材料的研發上進展緩慢，導致發動機的整體性能和可靠性難以得到有效提升。
此外，航空發動機的製造還需要大量的特殊材料，如陶瓷基複合材料、鈦鋁合金等。這些材料具有優異的性能，但研發難度大、成本高。在這些材料的產業化應用方麵還麵臨諸多挑戰，這也在一定程度上製約了航空發動機技術的發展。
可以說，如果航空發動機所使用的材料能夠滿足需求，那麽人類是完全能夠製造出更加強大的，馬力更加強悍，性能更卓絕的航空發動機。
發動機的葉片材料要是能夠突破材料的限製，人類製造出來的航空火箭以及航空飛機都將能夠擁有更大的載力，更快的速度。
此外，除了航空航天領域之外，還有像是半導體領域。碳化矽半導體材料是第三代半導體材料的代表之一，具有耐高壓、耐高頻、耐高溫等優點，在新能源汽車、智能電網、5g 通信等領域具有廣闊的應用前景。
然而，碳化矽材料的製備難度大、良率低、產能小，導致其成本較高，限製了它在半導體領域的大規模應用。例如，在新能源汽車的功率電子器件中，雖然碳化矽器件能夠提高電動汽車的續航裏程和充電速度，但由於碳化矽襯底的成本較高，使得整車的成本增加，影響了碳化矽器件在新能源汽車領域的滲透率。
如果能夠在這方麵解決材料上的問題，那麽在通信領域將有著重大的意義。
還有像光刻膠方麵，光刻膠是半導體芯片製造過程中不可或缺的關鍵材料，其性能直接影響芯片的製程精度和良率。
此外，還有鋰電池領域，比如固態電池電解質材料固態電池被認為是下一代電池技術的重要發展方向，具有高能量密度、高安全性等優點。
然而，固態電池的發展受到電解質材料的限製。目前，固態電解質材料的離子電導率較低、界麵穩定性差，導致固態電池的性能難以達到理想狀態。例如，氧化物固態電解質材料雖然具有較高的離子電導率，但在製備過程中容易產生裂紋，影響電池的性能；聚合物固態電解質材料的離子電導率較低，且在高溫下容易軟化，限製了其在高溫環境下的應用。
另外還有鋰硫電池正極材料，鋰硫電池具有高理論能量密度、低成本等優點，但硫正極材料存在導電性差、體積膨脹大、穿梭效應等問題，導致鋰硫電池的實際性能遠低於理論值。這些問題的解決需要開發新型的正極材料或對硫正極進行結構設計和改性，但目前尚未找到一種有效的解決方案，限製了鋰硫電池的實際應用。
至於醫療方麵，還有人工關節材料以及心髒支架材料。
人工關節需要具備良好的生物相容性、耐磨性、耐腐蝕性和力學性能。目前，常用的人工關節材料有金屬材料如鈦合金、鈷鉻鉬合金等、高分子材料如超高分子量聚乙烯等和陶瓷材料等。然而，這些材料都存在一定的局限性。例如，金屬材料的彈性模量與人體骨骼相差較大，容易導致應力遮擋，影響骨骼的生長和修複；高分子材料的耐磨性和耐腐蝕性相對較差，長期使用可能會產生磨損顆粒，引發炎症反應；陶瓷材料的脆性較大，在使用過程中可能會發生破裂。
心髒支架是治療心血管疾病的重要醫療器械，其材料需要具備良好的生物相容性、可降解性和力學性能。目前，常用的心髒支架材料有金屬支架和可降解支架。金屬支架雖然具有較高的力學強度，但長期存在於體內可能會導致血管內膜增生、再狹窄等問題；可降解支架在體內能夠逐漸降解，避免了金屬支架的長期並發症，但可降解支架的降解速率和力學性能的匹配是一個難題，過快的降解速率可能會導致支架在血管尚未完全修複之前失去支撐作用，影響治療效果。
所以從這些方麵來說，材料學對於人類整個科技文明的發展是有著至關重要的。
像可控核聚變，人類在理論上其實是已經掌握了，也驗證過的，但一直受製於材料，沒辦法真正展開研究，更不用說進行實驗，乃至於最後的大規模普及應用。
可控核聚變是一種利用輕核聚變為重核釋放巨大能量的技術。
理論上來說就是指兩個較輕的原子核結合成一個較重的原子核，並釋放出大量能量的過程。在太陽和其他恆星內部，就是通過核聚變反應產生能量的。
而對於人類來說，可控核聚變變主要利用氫的同位素氘和氚作為燃料，通過特定的反應方程式，使得氘和氚的原子核克服了庫侖斥力，在高溫、高壓等特定條件下發生聚變，釋放出巨大的能量。
實現可控核聚變的條件主要有三點，高溫，高壓，以及約束時間。
其中高溫是實現核聚變的關鍵條件之一。在極高的溫度下，原子核具有足夠的動能，能夠克服庫侖斥力，接近到可以發生核聚變的距離。對於氘氚聚變反應，需要達到上億攝氏度的高溫。在這樣的高溫下，物質處於等離子體狀態，即由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的電離氣體。等離子體具有獨特的物理性質，如導電性、熱傳導性等。
第二個高壓可以增加原子核的密度，提高核聚變反應的概率。在太陽內部，巨大的引力提供了高壓環境。而在地球上實現可控核聚變，需要通過其他方式來產生高壓，如磁場約束、慣性約束等。
而第三即使滿足了高溫和高壓條件，核聚變反應也需要一定的時間才能持續進行。因此，需要將高溫等離子體約束在一定的空間內，使其有足夠的時間發生聚變反應。約束時間越長，核聚變釋放的能量就越多。
在科技文明時代，人類對可控核聚變的實現方法，主要有兩種：
一個是磁約束核聚變，另外一個是慣性約束核聚變。
磁約束核聚變是利用磁場來約束高溫等離子體，使其在一定的空間內發生核聚變反應。目前，最具代表性的磁約束核聚變裝置是托卡馬克裝置。
托卡馬克裝置通過強大的磁場將等離子體約束在環形真空室內，防止等離子體與裝置壁接觸而冷卻。同時，通過加熱等手段維持等離子體的高溫狀態，促進核聚變反應的進行。
磁約束核聚變的優點是可以實現連續運行，並且能夠產生較高的能量輸出。但目前磁約束核聚變技術還麵臨著許多挑戰，如等離子體的穩定性控製、磁場的優化設計、材料的耐輻射性能等。
慣性約束核聚變是利用高功率激光或粒子束等手段，在極短的時間內對含有氘氚燃料的微小靶丸進行加熱和壓縮，使其達到高溫、高壓狀態，引發核聚變反應。
當激光或粒子束照射靶丸時，靶丸表麵迅速蒸發並產生反作用力，使靶丸內部的燃料被壓縮到極高的密度和溫度，從而實現核聚變。由於慣性的作用，在靶丸解體之前，核聚變反應能夠持續一段時間。
慣性約束核聚變的優點是可以在較短的時間內產生極高的能量密度，並且裝置相對較小。但目前慣性約束核聚變技術也存在著一些難題，如激光或粒子束的能量轉換效率、靶丸的製備和定位精度、聚變反應的重複性等。
然而，在大災變發生之前的人類科技世界，可控核聚變雖然有了清晰的方向和方法。
但是受製於材料，依舊沒有辦法完完全全說是達到可控的範疇。
事實上，滿足可控核聚變的三個條件，高溫、高壓和約束時間，如果有一種或者幾種材料，能夠實現達到這樣的條件，可控核聚變瞬間就變得無比簡單。
這就像是一台蒸汽機或者內燃機一樣。
在鋼鐵或者其他的金屬等材料被發明運用出來前，人類想要實現蒸汽機和內燃機可以說是天方夜譚。
畢竟沒有那樣強的材料，根本上在最初的第一步就完全實現不了。
可有了這樣的材料，那麽不管是蒸汽機還是內燃機，在理論上已經成立的前提下，製作起來就十分的輕鬆容易。
而可控核聚變同樣是如此。
現在對於人類來說，所謂的巨大難點，其實就是材料上達不到使用的需求。
若是材料能夠達到，或者說這樣的材料可以源源不斷的生產出來，那麽可控核聚變其實是真的能夠變得普及和簡單的。
就像曾經在人類文明尚未崩潰的前，有過一本流行頗廣的科幻小說，裏麵就出現描述的外星人抵達地球所具備的飛船，對方竟然就是用很粗糙、簡單的原始材料製作出來的。
為什麽能夠這樣？
其實很簡單，那就是那些外星人所身處的星球，重力不一樣，所采用的材料的強度也不一樣……
很多在普通人看起來匪夷所思的東西，在某些材料達到一定的強度之後卻是一切都變得普通。
就像可控核聚變這樣堪稱是人類科技結晶和典範的存在，在人類文明時代都一直未能實現。
但如果真的有一天出現了一艘外星戰艦的話，所擁有的就是可控核聚變的能量，其實也沒什麽稀奇的。
這本身不意味著對方在理論材料學上，比那時候的人類生出多少，更為關鍵的一點在於，有了那些特殊強度的材料，自然能夠延伸出不同的工具。