绿色化学与工业设计
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化学与工业设计
姓名：宋勇学号：102930**院系：机电工程学院工业设计 摘要：化学作为一门基础学科，伴随着人类历史的发展而有了长久的发展，在材料、工艺、能源等方面给了人类极大的支持。工业设计也有着悠久的历史，为创造人类的美好生活做出了巨大的贡献。这二者表面上并无关系，实际上却有着深刻的联系，尤其是在当今这个能源、环境等问题突出的社会中，化学与工业设计的联系更加紧密。
关键词：合成材料工艺新能源燃料电池
化学的历史渊源，不管是过去、现在还是未来，人类社会的发展都离不开化学，化学与人类生活息息相关。物理学的革命，给化学带来了新时期的曙光，使化学的研究深入到探索原子、分子、晶体内部结构的新阶段。化学的这种由宏观到微观的发展过程，表面上让人觉得化学与工业设计毫不相关，而实际上并非如此。
当今社会科学技术飞速发展，这使得人们对生活的要求越来越高，人们在生活的各个方面需求越来越多，工业设计正是满足人们各种雪球的有效手段。工业设计是人类创新能力在产过程中的体现过程。在现代经济体系中，工业设计正向产业化的方向发展，从消费者与市场的终端拉动生产的发展、资源的合理使用和效益的最优化，极大的丰富了人们的精神与物质生活。人类生活需求的满足，及工业设计的实现，在很多方面正是依靠化学技术的大力支持。
1.材料方面
从古至今，有关材料的研究一直是化学的一大方面，这也是让化学最直接地与人联系在一起的方面。早起人类只能利用石头，这些石器只是简单地打砸后粗中选细而已，这谈不上真正的设计——虽然这也是人类有目的的进行地创造活动。随着化学技术的进步，人类最先学会了用陶土制作陶器，这大大方便了人类的生活，人类也开始有意识的进行美的创造。出土的早期陶器上已经有了鸟、鱼等动物装饰及各种纹饰，这些陶器在形状上各不相同，功能上也各不相同，这表明那时候人类已经开始有意识的进行设计了。再之后，人类首先学会冶炼的金属出现了——青铜，于是，青铜器皿被大量制作出来，我国古代大量的鼎、杯等青铜器，无不做工细致精美绝伦，可以说化学让人类的生活又前进了一大步，而从工业设计的角
度来讲，因为材料得到了进一步的发展，人类的设计思维也得到了进一步的延伸。在生产上，人类在两千三百多年前即冶炼出铁，并设计出了新式的铁质农具，这使得生产效率大幅度提高。
从人类社会早期到十九世纪，随着化学技术的发展，各种各样的材料被人们发现，并应用于工业设计，创造出丰富的物质文明，而人类的精神文明也间接的依赖这些物质文明而得到极大发展。
工业革命之后，各种科学技术均获得突飞猛进的发展，化学技术的发展也非常迅速，在无机化学获得进一步发展的同时，有机化学业异军突起，反应在材料方面的现象是材料种类更加丰富，无机材料中的合金，有机材料中的合成橡胶、合成纤维等一系列材料的合成，迅速而巨大的影响着人们的生活。而在近几年，随着化学向分子、原子、晶体内部结构等微观方面的研究并且取得巨大进展，出现了纳米材料等新材料，更加拓宽了工业设计的应用范围。工业设计依靠这些新材料获得更近一步的发展，化学与工业设计共同改善着人们的生活。
2.工艺方面
工业设计并不仅仅注重最终成果，它还要考虑生产建造等的过程，它追求的是最优化的整体结构。在产品设计和环境设计中，它追求的不仅仅是产品和建筑，还要对其生产过程和建造过程进行优化设计，所以，工业设计不仅仅需要化学为其提供材料，还要利用化学技术来设计出一个优秀的生产过程，这就是工艺。
由于早期人类拥有丰富的资源，且并没有严峻的环境形势，而另一方面，人们对改善自身生活有着迫切的要求，所以工业设计对于优化的工艺并无要求，即使有来出现了简单的工艺上的改进，也只是为了降低成本，从而获得更高的经济效益，这种改进并没有十分依赖于化学技术。而在当今社会，人类面对严峻的人口、粮食、能源、资源、环境五大问题，而随着社会发展人类自身又产生了各种各样新的需求，这些矛盾显然需要化学与工业设计共同来解决，很关键的一点就是工业工艺。
以原油提炼为例，早起人们对石油的利用并不充分，随着现代工业的发展，人们对轻质油的需求大增，而从原油中的轻质油所占比例较少，且目前石油资源日益匮乏，于是人们开始设计新的生产工艺，开发新技术裂化重油产生轻质油，这样既充分利用了石油资源，满足了人们的需求，又间接地保护了环境。随着石油工业的发展，人们已经设计出各种先进的生产线，综合的利用石油资源
3.新能源方面
随着化石燃料资源的日益枯竭和生态环境的日益恶化，新能源成了人们瞩目的焦点。新
能源又称非常规能源，是指传统能源外的各种能源形式，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、核能等。新能源多是可再生能源，且相对于传统能源，新能源普遍具有污染少储量大等特点，对于解决当今世界严重的污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题有重要意义。
化学在新能源方面的作为最主要的是体现在各种燃料电池和高效能蓄电池上，人们利用各种电池技术进行设计，在载人航天事业上，人们设计了氢氧燃料电池，它不仅高效，燃料储存方便，所占体积小，而且最终生成的水还可以供给宇航员使用，这既解决了燃料携带问题，又解决的飞船电力供应问题，还解决了宇航员的水补给问题，显然是个一举多得的方法。
新能源在人们的日常生活中应用的最广泛的是汽车，现有的以及研发中的新能源汽车包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。燃料电池在化学反应的过程中不会产生污染物，其能量转换效率比内燃机高二到三倍。近几年，燃料电池技术取得重大发展，世界著名汽车制造公司，如戴姆勒-克莱斯勒、福特、丰田等均推出了自己的燃料电池汽车。而在充电型的蓄电池汽车方面，锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池等蓄电池技术均获得重大发展，实现了产业化与商品化，这些都为新能源汽车的发展创造了基础条件。
另一个引人瞩目的方向是节能节能型建筑，随着经济的发展和人民物质生活水平的提高，城乡建筑迅速增加，建筑耗能的问题日益突出，资料显示：建筑行业能耗占到了全社会总能耗的40％～50％。因而建筑节能问题已越来越被政府和社会各界所重视，建设节约型社会已成为当今社会广泛关注的一个重要主题。建筑材料的发展应以满足建筑节能需要为重，节能建筑材料作为节能建筑的重要物质基础，是建筑节能的根本途径。在建筑中使用各种节能建材，一方面可提高建筑物的隔热保温效果，降低采暖空调能源损耗；另一方面又可以极大地改善建筑使用者的生活、工作环境。因此，走环保节能建材之路，大力开发和利用各种高品质的节能建材，是节约能源，降低能耗，保护生态环境的迫切要求，此外，在传统建筑材料基础上大力发展新型建筑材料也是节能建材研究领域一个重要的方面，主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料、陶瓷材料、新型化学建材、装饰装修材料以及各种工业废渣的综合利用等。这些都离不开化学的支持。
表面上这些全是化学的功劳，但实际上，任何一种先进的技术要相应用于实际，都必须有相应的设计，新的能源形势必然需要新的应用方式，所以新能源汽车在结构等方面上与传统能源汽车必然大有区别，节能型建筑与普通建筑也必然大有区别，解决这些问题，将先进的技术和材料应用于生产实践，工业设计必不可少。
结论：
由此分析可以看出，化学与工业设计实际上是一种相互应用相互促进的关系，一方面化学的发展给人类带来了新的材料新的工艺新的能源，这些东西应用于工业设计，帮助人们实现了以前实现不了的舒适方便快捷的生活，另一方面，工业设计的发展在材料工艺能源等方面不断的提出了新的要求，这促进了人们对化学的研究，促进了化学的发展。
参考文献：
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《新型节能型建筑材料的发展趋势》中国论文下载中心2008
