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9 E! X1 ^9 p3 R石墨烯、碳納米管、非晶合金、泡沫金屬、離子液體……20種新材料,為材料工業工業發展帶來無限機遇。
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材料工業是國民經濟的基礎產業,新材料是材料工業發展的先導,是重要的戰略性新興產業。 # ]2 v2 L8 _. V) ^/ L$ U
今天,科技革命迅猛發展,新材料產品日新月異,產業升級、材料換代步伐加快。新材料技術與納米技術、生物技術、信息技術相互融合,結構功能一體化、功能材料智能化趨勢明顯,材料的低碳、綠色、可再生循環等環境友好特性倍受關注。
' _ ]7 P6 l" z0 b8 b z 綜合國內外知名研究機構和公司研究進展、科技媒體評論以及行業熱點研究初選出20大新材料,以下為相關材料的詳細信息(排名不分先后)。
+ T4 c- O( a x. A# _" N( P, d1.石墨烯 9 q6 g4 {/ K* T$ b1 y
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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。 + ?6 y+ J$ r1 }4 g- e
發展趨勢:2010年諾貝爾物理學獎造就近年技術和資本市場石墨烯炙手可熱,未來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、生物醫藥等領域將爆發式增長。 / U' Y3 E; A" Y3 j3 C3 ~! v
主要研究機構(公司):Graphene Technologies,Angstron Materials,Graphene Square,常州第六元素,寧波墨西等。 ! A, u8 T" P/ x& ?0 i2 M
2、氣凝膠 ' |9 d1 @$ [. O1 y
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突破性:高孔隙率、低密度質輕、低熱導率,隔熱保溫特性優異。6 P! D+ ~5 d5 Y( G" F! K. \- P8 V
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發展趨勢:極具潛力的新材料,在節能環保、保溫隔熱電子電器、建筑等領域有巨大潛力。 $ m' t8 v6 d4 s6 R3 Z
主要研究機構(公司):阿斯彭美國,W.R. Grace,日本Fuji-Silysia公司等
3 G* ~9 U5 b8 [/ d% c2 i% ]3、碳納米管
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突破性:高電導率、高熱導率、高彈性模量、高抗拉強度等。
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發展趨勢:功能器件的電極、催化劑載體、傳感器等。 % w% G/ e& z- n" ~
主要研究機構(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。 + ?# J4 V# Q8 b, V) r6 P
4、富勒烯 ! R4 y! U8 `/ s6 I2 [/ x
突破性:具有線性和非線性光學特性,堿金屬富勒烯超導性等。9 E% B; w( j8 x. _
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發展趨勢:未來在生命科學、醫學、天體物理等領域有重要前景,有望用在光轉換器、信號轉換和數據存儲等光電子器件上。
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主要研究機構(公司):Michigan State University,廈門福納新材等。 n5 p! k8 r0 I3 K( [: y' E) z) C4 `
5、非晶合金 - d- v5 a# c' ^ g' ~. s' R
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突破性:高強韌性、優良的導磁性和低的磁損耗、優異的液態流動性。
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發展趨勢:在高頻低損耗變壓器、移動終端設備的結構件等。 ? o }# J3 l1 w
主要研究機構(公司):Liquidmetal Technologies, Inc.,中科院金屬所,比亞迪股份有限公司等。
$ \% I+ L0 r- u0 v) n* C! e6、泡沫金屬
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突破性: 重量輕、密度低、孔隙率高、比表面積大。 ) V5 L6 w. h3 e; ?9 g
發展趨勢: 具有導電性,可替代無機非金屬材料不能導電的應用領域;在隔音降噪領域具有巨大潛力。
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主要研究機構(公司):Alcan(美國鋁業),Rio Tinto,Symat,Norsk Hydro等
: ?% j& F1 Z# R* B' t# B, A; s7、離子液體
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突破性:具有高熱穩定性、寬液態溫度范圍、可調酸堿性、極性、配位能力等。
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發展趨勢:在綠色化工領域,以及生物和催化領域具有廣闊的應用前景。
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主要研究機構(公司):Solvent Innovation公司,巴斯夫,中科院蘭州物理研究所,同濟大學等。 M; c2 c' s) H2 n) j3 E
8、納米纖維素 ! n5 a3 ]- k1 w4 z% y
8 K/ C" h$ \0 |3 P# H/ J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;具有納米網狀結構,和很高的機械特性等。 - |. {+ z' {* x+ S3 t* P9 H
發展趨勢:在生物醫學、增強劑、造紙工業、凈化、傳導與無機物復合食品、工業磁性復合物方面前景巨大。
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主要研究機構(公司):Cellu Force公司(加拿大),US Forest Service(美國林務局),Innventia公司(瑞典)等。
6 g" g5 U# t0 ]" `6 z" D3 S9、納米點鈣鈦礦
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突破性:納米點鈣鈦礦具有巨磁阻、高離子導電性、對氧析出和還原起催化作用等。 8 D; q) S, |5 D& |6 E6 ]: ?
發展趨勢:未來在催化、存儲、傳感器、光吸收等領域具有巨大潛力。 # Q: M' A& i3 p+ A, o
主要研究機構(公司):埃普瑞,AlfaAesar等 4 k; c! E1 o% i7 Z! U: X Q
10、3D打印材料
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突破性:改變傳統工業的加工方法,可快速實現復雜結構的成型等。 1 h; Y! m j, Q4 q
發展趨勢:革命性成型方法,在復雜結構成型和快速加工成型領域,有很大前景。
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主要研究機構(公司):Object公司,3DSystems公司,Stratasys公司,華曙高科等。
4 z/ c4 l* V% f \; `" Z6 e) k11、柔性玻璃
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突破性:改變傳統玻璃剛性、易碎的特點,實現玻璃的柔性革命化創新。
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發展趨勢:未來柔性顯示、可折疊設備領域,前景巨大。 $ ` j& f. I) S: q2 d" E7 @
主要研究機構(公司):康寧公司,德國肖特集團等。 ; T& k! m+ R. a$ d
12、自組裝(自修復)材料 # Q( e6 I, ^0 w$ f0 h
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突破性:材料分子自組裝,實現材料自身“智能化”,改變以往材料制備方法,實現材料的自身自發形成一定形狀和結構。
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發展趨勢:改變傳統材料制備和材料的修復方法,未來在分子器件、表面工程、納米技術等領域有很大前景。 9 U' ]7 S. N) m0 I% |' p
主要研究機構(公司):美國哈佛大學等
, ]# B' h2 K6 |! ^13、可降解生物塑料 ' D' v* f7 A9 x# @' F$ R
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突破性:可自然降解,原材料來自可再生資源,改變傳統塑料對石油、天然氣、煤炭等化石資源的依賴,減少環境污染。
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發展趨勢:未來替代傳統塑料,具有前景巨大。
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主要研究機構(公司):Natureworks,Basf,Kaneka公司等 14、鈦炭復合材料 " f; B4 x4 T2 O4 n+ I- u
突破性:具有高強度、低密度,以及耐腐蝕性優異等性能,在航空及民用領域前景無限。 - ~; }; g& d' g
發展趨勢:未來在輕量化、高強度、耐腐蝕等環境應用潛力廣泛。 # F0 j9 Y8 A; \- @5 S( i
主要研究機構(公司):哈爾濱工業大學等。
, Y( U' ?. i. v15、超材料
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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。 ( ], W# T. S/ i. V8 l" M ]
發展趨勢: 改變傳統根據材料的性質進行加工的理念,未來可根據需要來設計材料的特性,潛力無限、革命性。 # T% O- J0 K, r( Q# e2 z) F
主要研究機構(公司):波音公司,Kymeta公司,深圳光啟研究院等 . k4 o/ a5 p* x1 a
16、超導材料
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突破性:超導狀態下,材料零電阻,電流不損耗,材料在磁場中表現抗磁性等。
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發展趨勢:未來如突破高溫超導技術,有望解決電力傳輸損耗、電子器件發熱等難題,以及綠色新型傳輸磁懸技術。 - l# M7 p9 ]( F
主要研究機構(公司):日本住友,德國Bruker,中科院等。
$ [# v( @& D. ^4 l17、形狀記憶合金 0 l: t, y; {: H; s
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突破性:預成型后,在受外界條件強制變形后,再經一定條件處理,恢復為原來形狀,實現材料的變形可逆性設計和應用。
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發展趨勢: 在空間技術、醫療器械、機械電子設備等領域潛力巨大。
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主要研究機構(公司):有研新材等
/ z# i& r# x& }2 \, L( e18、磁致伸縮材料 ( r1 P5 V) r' h5 \# \' P- U1 z; V; u
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突破性: 在磁場作用下,可產生伸長或壓縮的性能,實現材料變形與磁場的相互作用。 5 w' g3 ]3 E7 Z$ |# H
發展趨勢: 在智能結構器件、減震裝置、換能結構、高精度電機等領域,應用廣泛,有些條件下性能優于壓電陶瓷。
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主要研究機構(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
5 E* j: y" U8 @4 D4 b6 K19、磁(電)流體材料
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突破性: 液態狀,兼具固體磁性材料的磁性,和液體的流動性,具有傳統磁性塊體材料不具備的特性,和應用。 # o# M+ _5 G( S. d% |
發展趨勢: 應用于磁密封、磁制冷、磁熱泵等領域,改變傳統密封制冷等方式。 : w3 n6 d0 J( p" N4 \
主要研究機構(公司):美國ATA應用技術公司,日本松下等。 $ J0 Q# i' P/ {& S" A" `
20、智能高分子凝膠 2 }% L6 L4 v {! J& f" a
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突破性: 能感知周圍環境變化,并能做出響應,具有類似生物的反應特性。
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發展趨勢: 智能高分子凝膠的膨脹-收縮循環可用于化學閥、吸附分離、傳感器和記憶材料;循環提供的動力用來設計“化學發動機”; 網孔的可控性適用于智能藥物釋放體系等。
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主要研究機構(公司):美國和日本大學。
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注:來源新材料在線,圖片來自網絡。 ' f" d+ S. u, Q- B
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