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石墨烯,、碳納米管、非晶合金,、泡沫金屬,、離子液體……20種新材料,為材料工業(yè)工業(yè)發(fā)展帶來無限機(jī)遇,。
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材料工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),,新材料是材料工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo),是重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),。
' Z0 F9 s5 D5 o3 o; U! _2 U2 y7 Z 今天,,科技革命迅猛發(fā)展,新材料產(chǎn)品日新月異,,產(chǎn)業(yè)升級,、材料換代步伐加快。新材料技術(shù)與納米技術(shù),、生物技術(shù),、信息技術(shù)相互融合,,結(jié)構(gòu)功能一體化、功能材料智能化趨勢明顯,,材料的低碳,、綠色、可再生循環(huán)等環(huán)境友好特性倍受關(guān)注,。
. G9 ]& c# A% W" `5 A 綜合國內(nèi)外知名研究機(jī)構(gòu)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(xì)信息(排名不分先后),。
, k2 Z- J1 q+ y/ w3 {1 u( [ Y* G1.石墨烯
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突破性:非同尋常的導(dǎo)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(shù)十倍的強(qiáng)度和極好的透光性,。
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發(fā)展趨勢:2010年諾貝爾物理學(xué)獎造就近年技術(shù)和資本市場石墨烯炙手可熱,,未來5年將在光電顯示、半導(dǎo)體,、觸摸屏,、電子器件、儲能電池,、顯示器,、傳感器、半導(dǎo)體,、航天,、軍工、復(fù)合材料,、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域?qū)⒈l(fā)式增長,。 5 S* p1 ^# T; Q) L
主要研究機(jī)構(gòu)(公司):Graphene Technologies,Angstron Materials,,Graphene Square,,常州第六元素,寧波墨西等,。
' t9 I+ ?& T, `9 f V$ {3 v+ j2,、氣凝膠 # z* v$ B' e; b. `( w- V# ^
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突破性:高孔隙率、低密度質(zhì)輕,、低熱導(dǎo)率,,隔熱保溫特性優(yōu)異。
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發(fā)展趨勢:極具潛力的新材料,,在節(jié)能環(huán)保,、保溫隔熱電子電器、建筑等領(lǐng)域有巨大潛力,。 , l4 h- k5 J$ S7 j9 W4 v
主要研究機(jī)構(gòu)(公司):阿斯彭美國,,W.R. Grace,,日本Fuji-Silysia公司等
" Y7 \8 s5 s6 X. u2 `; W3、碳納米管 ' y* y" T: m d
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突破性:高電導(dǎo)率,、高熱導(dǎo)率,、高彈性模量、高抗拉強(qiáng)度等,。; Z7 V y i' g) z8 ~
y+ ^, a* X$ v 發(fā)展趨勢:功能器件的電極,、催化劑載體、傳感器等,。 2 \3 b% M% U5 w9 a4 L5 X9 n5 F& y/ I" R
主要研究機(jī)構(gòu)(公司):Unidym, Inc.,,Toray Industries,Inc.,Bayer Materials Science AG,,Mitsubishi Rayon Co., Ltd.深圳市貝特瑞,,蘇州第一元素等。
4 l! {/ K/ _4 T# g4,、富勒烯 + L- ]7 [" R5 K
突破性:具有線性和非線性光學(xué)特性,,堿金屬富勒烯超導(dǎo)性等,。
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發(fā)展趨勢:未來在生命科學(xué),、醫(yī)學(xué)、天體物理等領(lǐng)域有重要前景,,有望用在光轉(zhuǎn)換器,、信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲等光電子器件上。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):Michigan State University,,廈門福納新材等,。
( t% E' M$ R7 G/ c. N5、非晶合金 ) z! G8 q' R- I; X
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突破性:高強(qiáng)韌性,、優(yōu)良的導(dǎo)磁性和低的磁損耗,、優(yōu)異的液態(tài)流動性。 4 X9 Z5 b; k" C: ?! }; W
發(fā)展趨勢:在高頻低損耗變壓器,、移動終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)件等,。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):Liquidmetal Technologies, Inc.,中科院金屬所,,比亞迪股份有限公司等,。
7 J# _$ J7 v$ v' A5 o) b6、泡沫金屬 ; U, u5 t+ F/ F9 I3 R
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突破性: 重量輕,、密度低,、孔隙率高、比表面積大,。 : d& b: F9 L: s5 T2 X* A' a4 @
發(fā)展趨勢: 具有導(dǎo)電性,,可替代無機(jī)非金屬材料不能導(dǎo)電的應(yīng)用領(lǐng)域,;在隔音降噪領(lǐng)域具有巨大潛力。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):Alcan(美國鋁業(yè)),,Rio Tinto,,Symat,Norsk Hydro等
! F/ O O6 D S+ F8 u3 \ u/ D4 l7,、離子液體
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突破性:具有高熱穩(wěn)定性,、寬液態(tài)溫度范圍、可調(diào)酸堿性,、極性,、配位能力等。
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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(yīng)用前景,。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):Solvent Innovation公司,巴斯夫,,中科院蘭州物理研究所,,同濟(jì)大學(xué)等。 " v! Y# j1 }4 @( ~+ Y4 [& p
8,、納米纖維素
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: X$ O9 V7 m2 D/ A# U. S& ~8 k8 M% S突破性:具有良好的生物相容性,、持水性、廣范圍的pH值穩(wěn)定性,;具有納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),,和很高的機(jī)械特性等。 ; x6 x4 S6 o: o
發(fā)展趨勢:在生物醫(yī)學(xué),、增強(qiáng)劑,、造紙工業(yè)、凈化,、傳導(dǎo)與無機(jī)物復(fù)合食品,、工業(yè)磁性復(fù)合物方面前景巨大。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):Cellu Force公司(加拿大),,US Forest Service(美國林務(wù)局),,Innventia公司(瑞典)等。 ) r. T& I0 Q! n$ c& r' S" k
9,、納米點(diǎn)鈣鈦礦 , k: C3 E+ J& ?3 O: }$ J; g0 ?
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突破性:納米點(diǎn)鈣鈦礦具有巨磁阻,、高離子導(dǎo)電性、對氧析出和還原起催化作用等,。
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發(fā)展趨勢:未來在催化,、存儲、傳感器、光吸收等領(lǐng)域具有巨大潛力,。 * X" c5 e' V$ A0 H
主要研究機(jī)構(gòu)(公司):埃普瑞,,AlfaAesar等 1 m4 |" ?) ], C5 C
10、3D打印材料
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突破性:改變傳統(tǒng)工業(yè)的加工方法,,可快速實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成型等,。 9 s7 ?, D% d# P5 n
發(fā)展趨勢:革命性成型方法,在復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型和快速加工成型領(lǐng)域,,有很大前景,。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):Object公司,3DSystems公司,,Stratasys公司,,華曙高科等。
( x2 m7 A) O" n; N+ a/ K% q$ T$ B11,、柔性玻璃 ; }: y$ Q% `, H, ]0 V
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突破性:改變傳統(tǒng)玻璃剛性,、易碎的特點(diǎn),實現(xiàn)玻璃的柔性革命化創(chuàng)新,。
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發(fā)展趨勢:未來柔性顯示,、可折疊設(shè)備領(lǐng)域,前景巨大,。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):康寧公司,,德國肖特集團(tuán)等。
% b: n ^% R q. s6 W12,、自組裝(自修復(fù))材料
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突破性:材料分子自組裝,,實現(xiàn)材料自身“智能化”,,改變以往材料制備方法,,實現(xiàn)材料的自身自發(fā)形成一定形狀和結(jié)構(gòu)。 - A7 E- \5 l3 S ]" w# W
發(fā)展趨勢:改變傳統(tǒng)材料制備和材料的修復(fù)方法,,未來在分子器件,、表面工程、納米技術(shù)等領(lǐng)域有很大前景,。 8 B9 d y" g$ a! l2 ]* H! M
主要研究機(jī)構(gòu)(公司):美國哈佛大學(xué)等
0 P) {- x2 L, ^& G13,、可降解生物塑料 - l$ E# Z/ T& z/ M: M' I# `! W' X- F+ V
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突破性:可自然降解,原材料來自可再生資源,,改變傳統(tǒng)塑料對石油,、天然氣、煤炭等化石資源的依賴,,減少環(huán)境污染,。
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發(fā)展趨勢:未來替代傳統(tǒng)塑料,具有前景巨大。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):Natureworks,,Basf,,Kaneka公司等 14、鈦炭復(fù)合材料 / o) @2 V+ u: w, \7 z/ k: G
突破性:具有高強(qiáng)度,、低密度,,以及耐腐蝕性優(yōu)異等性能,在航空及民用領(lǐng)域前景無限,。 , ~! z: \: ~7 \
發(fā)展趨勢:未來在輕量化,、高強(qiáng)度、耐腐蝕等環(huán)境應(yīng)用潛力廣泛,。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):哈爾濱工業(yè)大學(xué)等,。
/ U! N- ^/ @' j' j4 v/ F- N9 \1 q15、超材料 ' _# u3 W4 [) n& f0 @, [
突破性:具有常規(guī)材料不具有的物理特性,,如負(fù)磁導(dǎo)率,、負(fù)介電常數(shù)等。
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發(fā)展趨勢: 改變傳統(tǒng)根據(jù)材料的性質(zhì)進(jìn)行加工的理念,,未來可根據(jù)需要來設(shè)計材料的特性,,潛力無限、革命性,。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):波音公司,,Kymeta公司,深圳光啟研究院等 ) h7 @+ B2 T8 W5 n4 @
16,、超導(dǎo)材料
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突破性:超導(dǎo)狀態(tài)下,,材料零電阻,電流不損耗,,材料在磁場中表現(xiàn)抗磁性等,。 4 g k5 q0 h4 A4 {/ s
發(fā)展趨勢:未來如突破高溫超導(dǎo)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)。 5 B4 | e5 H9 _: h
主要研究機(jī)構(gòu)(公司):日本住友,,德國Bruker,,中科院等。
1 F4 |4 ?0 o& D n17,、形狀記憶合金
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突破性:預(yù)成型后,,在受外界條件強(qiáng)制變形后,再經(jīng)一定條件處理,,恢復(fù)為原來形狀,,實現(xiàn)材料的變形可逆性設(shè)計和應(yīng)用。 9 l/ L5 ~3 [0 |" {1 ]/ w6 e% u) V; \
發(fā)展趨勢: 在空間技術(shù)、醫(yī)療器械,、機(jī)械電子設(shè)備等領(lǐng)域潛力巨大,。 5 i6 {! {# `( I- O5 z( B
主要研究機(jī)構(gòu)(公司):有研新材等 M- z& g+ [' C L
18、磁致伸縮材料 3 X$ a; j: F" \% P' E- X& L
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突破性: 在磁場作用下,,可產(chǎn)生伸長或壓縮的性能,,實現(xiàn)材料變形與磁場的相互作用。 & h) K7 C( a! o) G
發(fā)展趨勢: 在智能結(jié)構(gòu)器件,、減震裝置,、換能結(jié)構(gòu)、高精度電機(jī)等領(lǐng)域,,應(yīng)用廣泛,,有些條件下性能優(yōu)于壓電陶瓷。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):美國ETREMA公司,,英國稀土制品公司,,日本住友輕金屬公司等 4 Y; q2 x% N* L ]+ Q ~7 ~
19、磁(電)流體材料
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突破性: 液態(tài)狀,,兼具固體磁性材料的磁性,,和液體的流動性,具有傳統(tǒng)磁性塊體材料不具備的特性,,和應(yīng)用,。
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發(fā)展趨勢: 應(yīng)用于磁密封、磁制冷,、磁熱泵等領(lǐng)域,,改變傳統(tǒng)密封制冷等方式。
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主要研究機(jī)構(gòu)(公司):美國ATA應(yīng)用技術(shù)公司,,日本松下等,。 - I4 j+ Z5 `& K; X) t% u
20、智能高分子凝膠
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突破性: 能感知周圍環(huán)境變化,,并能做出響應(yīng),,具有類似生物的反應(yīng)特性。
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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)提供的動力用來設(shè)計“化學(xué)發(fā)動機(jī)”; 網(wǎng)孔的可控性適用于智能藥物釋放體系等,。 - A, |' v, m6 Q, u
主要研究機(jī)構(gòu)(公司):美國和日本大學(xué)。 + e' ~3 u {! e. m
注:來源新材料在線,,圖片來自網(wǎng)絡(luò),。
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