Materialien: Definition, Klassifizierung und Geschichte

Materialien: Eine Einführung

Der Begriff "Material" bezieht sich auf alle Rohstoffe, die bei der Herstellung von nützlichen Gegenständen für den Menschen verwendet werden. Die Verarbeitung dieser Rohstoffe zur Herstellung von Objekten hat den Lebensstandard verbessert.

Klassifizierung der Materialien nach Quelle

• Natürlich: Tierisch, pflanzlich und mineralisch
• Künstlich

Kurze Geschichte der Verwendung von Materialien

Steinzeit

Altsteinzeit (2,5 Millionen - 10.000 v. Chr.)

Stein, Knochen, Geweih, Leder

Neolithikum

Keramik (Ton, der über 450 °C erhitzt wurde), Bitumen, Kollagenleim

Metallzeit

4000 v. Chr. (Mesopotamien): Kupfer, Gold, Silber

3000 v. Chr. Bronzezeit: Legierung aus Kupfer und Zinn: härter und niedrigerer Schmelzpunkt als Kupfer. Produktion von Waffen

1000 - 1500 n. Chr.: Eisen, Glas, Holz

20. Jahrhundert: Erster Beton: Zement + Wasser + Kies

Veränderungen in der Nutzung neuer Werkstoffe

Bis fast zur industriellen Revolution wurden kaum neue Materialien entdeckt. Innovationen in Wissenschaft und Technologie der industriellen Revolution führten zur Entdeckung neuer Materialien und Fertigungstechniken.

Polymere

Kunststoffe sind Materialien, die aus großen Molekülen bestehen, die wiederum durch die Vereinigung vieler kleiner Moleküle, den sogenannten Monomeren, gebildet werden.

Polymer-Typen

• Natürlich
• Transformation: Chemische Modifikation von natürlichen Polymeren: Hartgummi und Zelluloid
• Synthetisch: Polymere aus Rohstoffen

Beispiele für Polymere

Gummi (natürlich), vulkanisierter Gummi (Transformation), Kunststoffe, Bakelit, Stärke (natürlich), Zellulose (natürlich), DNA, Proteine (natürlich)

Gummi

Gummi ist ein natürliches Polymer aus vielen Einheiten einer Kohlenwasserstoffkette, wobei Isopren (C5H8) als weiße Emulsion (Latex) im Saft verschiedener Pflanzen vorkommt, aber auch synthetisch hergestellt werden kann.

Die wichtigste kommerzielle Quelle für Latex sind Euphorbiaceae.

Andere Pflanzen, die Latex enthalten, sind beispielsweise Löwenzahn und Ficus.

Verwendung von Gummi

Gummi wird häufig bei der Herstellung von Reifen, Rädern, Militärflugzeugen, Hochhäusern und Sonnenkollektoren verwendet, einschließlich modernster Artikel. Er wird auch in wasserdichten und isolierten Gebäuden verwendet, aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wie Elastizität und Beständigkeit gegen Säuren und alkalische Stoffe. Er ist wasserabweisend und isoliert Temperatur und Elektrizität.