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, e7 X7 O4 y: j" i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)展帶來無限機遇,。
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材料工業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè),,新材料是材料工業(yè)發(fā)展的先導,,是重要的戰(zhàn)略性新興產業(yè)。
5 d) m4 F% g$ ] ^) A$ ` N% L 今天,,科技革命迅猛發(fā)展,,新材料產品日新月異,產業(yè)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(huán)等環(huán)境友好特性倍受關注。 0 p5 o4 J0 W- y/ Q
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(yè)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)。
% n7 o! k' |7 g1.石墨烯
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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(shù)十倍的強度和極好的透光性。
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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(yī)藥等領域將爆發(fā)式增長,。
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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。 2 E/ |/ R" U. ^1 t4 ]- f" z
2,、氣凝膠 . m6 Z0 M8 Q6 W, j: m
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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(yōu)異,。
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7 O* M) Q9 h9 t5 s 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,、建筑等領域有巨大潛力。 6 E J* D* G4 j
主要研究機構(公司):阿斯彭美國,,W.R. Grace,,日本Fuji-Silysia公司等 9 D* a8 [' E4 ?5 u. \
3、碳納米管 * V7 ^) ^8 p& N' r8 \, l/ f/ s. Z
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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。! F5 u8 C+ b8 m1 `
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發(fā)展趨勢:功能器件的電極,、催化劑載體,、傳感器等。 " c6 S5 ^1 @5 }2 u0 V6 r2 g! q- o
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,。 c1 I& Z& Z4 o9 U
4、富勒烯 " i1 Q7 z4 F. ^/ u8 a+ o2 @2 r) H
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。: a2 _6 k% q$ h+ c' j: z
2 Z6 M% z2 L$ l3 d" O# E( X 發(fā)展趨勢:未來在生命科學,、醫(yī)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(shù)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,。 0 ~/ b V0 R% j. Q
5,、非晶合金 " a) }' \; B8 \2 a
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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)流動性,。 2 ?0 O* `& d' H4 V
發(fā)展趨勢:在高頻低損耗變壓器、移動終端設備的結構件等,。
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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,。 " g/ s; u: r; X1 N$ |
6,、泡沫金屬 ) D6 P& I+ T% M5 r
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突破性: 重量輕、密度低,、孔隙率高,、比表面積大。
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發(fā)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(yè)),Rio Tinto,,Symat,,Norsk Hydro等 : e6 |+ D' \+ c& i' u
7、離子液體 1 F7 E! Q; B, h! C
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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,。 ' F, [/ {* |: N* y3 L
8、納米纖維素
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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;具有納米網狀結構,,和很高的機械特性等,。
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發(fā)展趨勢:在生物醫(yī)學、增強劑,、造紙工業(yè),、凈化、傳導與無機物復合食品,、工業(yè)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,。
7 w4 e9 H" L+ Z4 A# l- M9、納米點鈣鈦礦 + t" g( x: z+ T* J
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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。 9 U5 [& Z$ ]& ^ e l( r# }
發(fā)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,。 / J3 `1 P. o3 U) N& A+ m' x
主要研究機構(公司):埃普瑞,,AlfaAesar等 8 @3 f; r# d4 A" ^5 F( F4 D
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)復雜結構的成型等,。
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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,。 # C3 s# Q/ T! d/ x' n! h s9 |9 W4 `
11、柔性玻璃 / p+ v0 ]& d8 d! x; z
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突破性:改變傳統(tǒng)玻璃剛性,、易碎的特點,,實現(xiàn)玻璃的柔性革命化創(chuàng)新。 ; W. r6 ^5 i& _8 M
發(fā)展趨勢:未來柔性顯示,、可折疊設備領域,,前景巨大。
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主要研究機構(公司):康寧公司,,德國肖特集團等,。 / J$ j% _! a7 L+ {
12、自組裝(自修復)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)形成一定形狀和結構,。
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發(fā)展趨勢:改變傳統(tǒng)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。
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主要研究機構(公司):美國哈佛大學等
/ K6 W& r! F% `13,、可降解生物塑料 $ j% y, K G3 S% X: h
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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。 * @( _9 z( z0 n+ Z' R4 k4 ]
主要研究機構(公司):Natureworks,,Basf,,Kaneka公司等 14,、鈦炭復合材料 7 {, z0 W3 C! ~9 G
突破性:具有高強度、低密度,,以及耐腐蝕性優(yōu)異等性能,,在航空及民用領域前景無限。
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發(fā)展趨勢:未來在輕量化,、高強度,、耐腐蝕等環(huán)境應用潛力廣泛。 , V9 K" x; V: S' z! @- A2 ]: D6 r
主要研究機構(公司):哈爾濱工業(yè)大學等,。
$ R( [: I( x. p15,、超材料 8 D; x6 N- Y4 S5 Q" g ~
突破性:具有常規(guī)材料不具有的物理特性,如負磁導率,、負介電常數(shù)等,。
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發(fā)展趨勢: 改變傳統(tǒng)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。 6 _) B# G2 P. g
主要研究機構(公司):波音公司,,Kymeta公司,,深圳光啟研究院等 2 `; M/ i5 q$ U3 i5 I: k
16、超導材料 * Z3 K/ v3 F; ]+ J
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突破性:超導狀態(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,。
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發(fā)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(fā)熱等難題,,以及綠色新型傳輸磁懸技術,。 , |9 a7 I) j2 P
主要研究機構(公司):日本住友,德國Bruker,,中科院等,。 8 ?. n, _$ k0 F7 d
17、形狀記憶合金 + _" r1 ]& m2 {" r
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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(xiàn)材料的變形可逆性設計和應用,。 ; i" k) E T K1 t4 q; @1 z5 {
發(fā)展趨勢: 在空間技術、醫(yī)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
u$ o x1 h' G, n# s' d4 H% A5 k5 d18,、磁致伸縮材料
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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(xiàn)材料變形與磁場的相互作用,。 , N% M( q; I1 B' R
發(fā)展趨勢: 在智能結構器件、減震裝置,、換能結構,、高精度電機等領域,應用廣泛,,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 F9 u5 a, J) u; w
19,、磁(電)流體材料 z2 z$ Q# q6 g8 \
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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,和應用,。 : [4 m0 C }5 b
發(fā)展趨勢: 應用于磁密封,、磁制冷、磁熱泵等領域,,改變傳統(tǒng)密封制冷等方式,。 ( l3 B" x% }/ N: q! v* }3 |9 p; g0 \
主要研究機構(公司):美國ATA應用技術公司,日本松下等,。
1 K7 l. m0 z, t+ i6 V" z6 j20,、智能高分子凝膠 6 _/ B% R( Q" B$ L: U5 D2 ~
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突破性: 能感知周圍環(huán)境變化,并能做出響應,,具有類似生物的反應特性,。 9 z d; h8 _9 E5 @
發(fā)展趨勢: 智能高分子凝膠的膨脹-收縮循環(huán)可用于化學閥,、吸附分離,、傳感器和記憶材料;循環(huán)提供的動力用來設計“化學發(fā)動機”; 網孔的可控性適用于智能藥物釋放體系等,。 2 N! P% h' t+ f2 L% G. a' y# s% {
主要研究機構(公司):美國和日本大學,。 , r3 m7 U1 I( P& n: k% c
注:來源新材料在線,圖片來自網絡,。 ; R. `" t* l$ v: A1 c. m, k
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