1.1　材料的发展

综观人类文明历史的发展，器物造型是随着造物需要而产生的，而造物需要又是与人类对材料的认识同步发展的，可以说，人类文明的历史就是材料的发展历史，人类设计活动的历史就是材料的使用历史。人们通常以不同特征的材料来划分人类历史的不同时期，如石器时代、陶器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代等。

1.1.1　石器时代

人类使用材料的历史大致可以上溯到250万年前的旧石器时代，人类祖先为了生存、抵御猛兽袭击和猎取食物，逐渐学会使用天然的材料—木棒、石块等。在旧石器时代，出现了一批人工打制的石器—石刀、石铲、石凿、石斧、石球等，多是利用一块较硬的石头砍砸另一块石头打击而成，所以称砍砸器。尽管其形状既不规则，又不固定，加工十分粗糙，但加工的形状却是人们所希望和需要的。大约1万年前，打制得更加精美的石器以及陶器、玉器的出现标志着新石器时代的开始。人类已经开始用石头和砖瓦作为建筑材料，代表器物有：中国湖北屈家岭遗址出土的距今约5000年的精细石铲、圭形石凿，还有被钻了孔的石斧等，如图1-4所示。

1.1.2　陶器时代

人类将黏土捏成各种形状，放在火中可烧成最原始的陶器。陶是人类学会制成的第一种合成材料。陶的出现，为保存、储藏粮食提供了方便，标志着人类从游猎生活进入农牧生活。如图1-5所示为彩陶。

1.1.3　青铜器时代

青铜文明的源头在古代中国、美索不达米亚平原和埃及等地。早在公元前8000年，人类已发现并利用天然铜块制作铜兵器和铜工具，到公元前5000年已逐渐学会用铜矿石炼铜。铜是人类学会制成的第二种合成材料。青铜—铜锡合金，是最原始的合金。中国商代青铜器盛行，青铜器的冶炼和铸造技术处于世界的顶峰。如图1-6、图1-7所示，代表器物有商代后期的遗物后母戊鼎以及四川广汉三星堆出土的青铜面具。

1.1.4　铁器时代

将铁从铁矿石中提炼出来的技术早在公元前1400年就出现了，由青铜过渡到铁是生产工具所用材料的重大发展。如图1-8所示，建于宋代嘉六年（1061年）的湖北当阳玉泉寺山门外的当阳铁塔，由质量为38300kg的44块铸件天衣无缝地组成，铸造技术之高超令人叫绝。炼铁技术和制造技术的发展，开创了人类文明的新时代，推动了现代工业革命的进程。

1.1.5　高分子材料时代

从1909年第一个人工合成的酚醛塑料算起，至今也只有100多年，然而20世纪90年代初，塑料产量已逾1亿吨，按体积计，已超过钢铁产量。因此，人们称这一时期为高分子材料时代。随着人类科技的发展和进步，高分子材料在今天发挥的作用也越来越大。

1.1.6　复合材料时代

随着时代的发展，均一材质的材料往往已无法满足高新技术发展的要求，因此复合材料应运而生。复合材料是由高分子材料、无机非金属材料或金属材料等几类不同的材料通过复合工艺组合而成的新型材料。将其运用在航空航天工业中，可以使火箭、人造卫星、导弹等减轻自重、减少燃料消耗。如图1-9所示，由美国缩尺复合材料公司制造的世界上最大的飞机“大鹏”在2019年进行了首次试飞。

1.1.7　智能材料时代

如果说20世纪人类社会文明的标志是合成材料，那么21世纪就是智能材料的时代。智能时代的进步，离不开智能材料的研发和应用。自然界具有生命力的生物很多，生物都可以收集外界信息然后传递到自身并做出反应，科技发展到今天，冰冷的材料也开始具有“生命”。并非每种智能材料都必须完全具备智能材料的七个功能：感知、反馈、响应、识别、自诊断、自适应、自修复，但感知和响应功能则是所有智能材料所必需的。

智能材料逐渐兴起并迅速发展，现已发展至航空航天、服饰艺术、医疗器械、土木工程等各个领域。