本文綜合國內外知名研究機構和公司研究進(jìn)展、科技媒體評論以及行業(yè)熱點(diǎn)研究初選出20大新材料,以下為相關(guān)材料的詳細信息(排名不分先后)。
1.石墨烯
突破性:非同尋常的導電性能、極低的電阻率極低和極快的電子遷移的速度、超出鋼鐵數十倍的強度和極好的透光性。發(fā)展趨勢:2010年諾貝爾物理學(xué)獎造就近年技術(shù)和資本市場(chǎng)石墨烯炙手可熱,未來(lái)5年將在光電顯示、半導體、觸摸屏、電子器件、儲能電池、顯示器、傳感器、半導體、航天、軍工、復合材料、生物醫藥等領(lǐng)域將爆發(fā)式增長(cháng)。
2.氣凝膠
突破性:高孔隙率、低密度質(zhì)輕、低熱導率,隔熱保溫特性?xún)?yōu)異。
發(fā)展趨勢:極具潛力的新材料,在節能環(huán)保、保溫隔熱電子電器、建筑等領(lǐng)域有巨大潛力。
3.碳納米管
突破性:高電導率、高熱導率、高彈性模量、高抗拉強度等。
發(fā)展趨勢:功能器件的電極、催化劑載體、傳感器等。
4.富勒烯
突破性:具有線(xiàn)性和非線(xiàn)性光學(xué)特性,堿金屬富勒烯超導性等。
發(fā)展趨勢:未來(lái)在生命科學(xué)、醫學(xué)、天體物理等領(lǐng)域有重要前景,有望用在光轉換器、信號轉換和數據存儲等光電子器件上。
5.非晶合金
突破性:高強韌性、優(yōu)良的導磁性和低的磁損耗、優(yōu)異的液態(tài)流動(dòng)性。
發(fā)展趨勢:在高頻低損耗變壓器、移動(dòng)終端設備的結構件等。
6.泡沫金屬
突破性:重量輕、密度低、孔隙率高、比表面積大。
發(fā)展趨勢:具有導電性,可替代無(wú)機非金屬材料不能導電的應用領(lǐng)域;在隔音降噪領(lǐng)域具有巨大潛力。
7.離子液體
突破性:具有高熱穩定性、寬液態(tài)溫度范圍、可調酸堿性、極性、配位能力等。
發(fā)展趨勢:在綠色化工領(lǐng)域,以及生物和催化領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。
8.納米纖維素
突破性:具有良好的生物相容性、持水性、廣范圍的pH值穩定性;具有納米網(wǎng)狀結構,和很高的機械特性等。
發(fā)展趨勢:在生物醫學(xué)、增強劑、造紙工業(yè)、凈化、傳導與無(wú)機物復合食品、工業(yè)磁性復合物方面前景巨大。
9.納米點(diǎn)鈣鈦礦
突破性:納米點(diǎn)鈣鈦礦具有巨磁阻、高離子導電性、對氧析出和還原起催化作用等。
發(fā)展趨勢:未來(lái)在催化、存儲、傳感器、光吸收等領(lǐng)域具有巨大潛力。
10.3D打印材料
突破性:改變傳統工業(yè)的加工方法,可快速實(shí)現復雜結構的成型等。
發(fā)展趨勢:革命性成型方法,在復雜結構成型和快速加工成型領(lǐng)域,有很大前景。
11.柔性玻璃
突破性:改變傳統玻璃剛性、易碎的特點(diǎn),實(shí)現玻璃的柔性革命化創(chuàng )新。
發(fā)展趨勢:未來(lái)柔性顯示、可折疊設備領(lǐng)域,前景巨大。
主要研究機構(公司):康寧公司,德國肖特集團等。
12.自組裝(自修復)材料
突破性:材料分子自組裝,實(shí)現材料自身“智能化”,改變以往材料制備方法,實(shí)現材料的自身自發(fā)形成一定形狀和結構。
發(fā)展趨勢:改變傳統材料制備和材料的修復方法,未來(lái)在分子器件、表面工程、納米技術(shù)等領(lǐng)域有很大前景。
13.可降解生物塑料
突破性:可自然降解,原材料來(lái)自可再生資源,改變傳統塑料對石油、天然氣、煤炭等化石資源的依賴(lài),減少環(huán)境污染。
發(fā)展趨勢:未來(lái)替代傳統塑料,具有前景巨大。
14.鈦炭復合材料
突破性:具有高強度、低密度,以及耐腐蝕性?xún)?yōu)異等性能,在航空及民用領(lǐng)域前景無(wú)限。
發(fā)展趨勢:未來(lái)在輕量化、高強度、耐腐蝕等環(huán)境應用潛力廣泛。
15.超材料
突破性:具有常規材料不具有的物理特性,如負磁導率、負介電常數等。
發(fā)展趨勢:改變傳統根據材料的性質(zhì)進(jìn)行加工的理念,未來(lái)可根據需要來(lái)設計材料的特性,潛力無(wú)限、革命性。
16.超導材料
突破性:超導狀態(tài)下,材料零電阻,電流不損耗,材料在磁場(chǎng)中表現抗磁性等。
發(fā)展趨勢:未來(lái)如突破高溫超導技術(shù),有望解決電力傳輸損耗、電子器件發(fā)熱等難題,以及綠色新型傳輸磁懸技術(shù)。
17.形狀記憶合金
突破性:預成型后,在受外界條件強制變形后,再經(jīng)一定條件處理,恢復為原來(lái)形狀,實(shí)現材料的變形可逆性設計和應用。
發(fā)展趨勢:在空間技術(shù)、醫療器械、機械電子設備等領(lǐng)域潛力巨大。
18.磁致伸縮材料
突破性:在磁場(chǎng)作用下,可產(chǎn)生伸長(cháng)或壓縮的性能,實(shí)現材料變形與磁場(chǎng)的相互作用。
發(fā)展趨勢:在智能結構器件、減震裝置、換能結構、高精度電機等領(lǐng)域,應用廣泛,有些條件下性能優(yōu)于壓電陶瓷。
19.磁(電)流體材料
突破性:液態(tài)狀,兼具固體磁性材料的磁性,和液體的流動(dòng)性,具有傳統磁性塊體材料不具備的特性,和應用。
發(fā)展趨勢:應用于磁密封、磁制冷、磁熱泵等領(lǐng)域,改變傳統密封制冷等方式。
20.智能高分子凝膠
突破性:能感知周?chē)h(huán)境變化,并能做出響應,具有類(lèi)似生物的反應特性。
發(fā)展趨勢:智能高分子凝膠的膨脹-收縮循環(huán)可用于化學(xué)閥、吸附分離、傳感器和記憶材料;循環(huán)提供的動(dòng)力用來(lái)設計“化學(xué)發(fā)動(dòng)機”; 網(wǎng)孔的可控性適用于智能藥物釋放體系等。
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