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m1 n8 ~1 a9 z# A% G石墨烯、碳纳米管、非晶合金、泡沫金属、离子液体……20种新材料,为材料工业工业发展带来无限机遇。
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材料工业是国民经济的基础产业,新材料是材料工业发展的先导,是重要的战略性新兴产业。
8 I2 |7 K# T& C% J( g1 |) B 今天,科技革命迅猛发展,新材料产品日新月异,产业升级、材料换代步伐加快。新材料技术与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合,结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显,材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性倍受关注。 % U+ Y# q9 N: r8 z- H
综合国内外知名研究机构和公司研究进展、科技媒体评论以及行业热点研究初选出20大新材料,以下为相关材料的详细信息(排名不分先后)。
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突破性:非同寻常的导电性能、极低的电阻率极低和极快的电子迁移的速度、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性。 8 H0 P: F4 s1 D' y' D8 P
发展趋势:2010年诺贝尔物理学奖造就近年技术和资本市场石墨烯炙手可热,未来5年将在光电显示、半导体、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、复合材料、生物医药等领域将爆发式增长。
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主要研究机构(公司):Graphene Technologies,Angstron Materials,Graphene Square,常州第六元素,宁波墨西等。
! ?( I) E# D% l2、气凝胶
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突破性:高孔隙率、低密度质轻、低热导率,隔热保温特性优异。
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! K9 ^/ q( s& W2 @9 a6 ~1 |/ t 发展趋势:极具潜力的新材料,在节能环保、保温隔热电子电器、建筑等领域有巨大潜力。
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主要研究机构(公司):阿斯彭美国,W.R. Grace,日本Fuji-Silysia公司等 5 {8 c+ _6 i5 h
3、碳纳米管 ! k4 U/ m; T: V# |. k
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突破性:高电导率、高热导率、高弹性模量、高抗拉强度等。
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4 v/ V: _8 N0 \2 {4 l: V 发展趋势:功能器件的电极、催化剂载体、传感器等。
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主要研究机构(公司):Unidym, Inc.,Toray Industries,Inc.,Bayer Materials Science AG,Mitsubishi Rayon Co., Ltd.深圳市贝特瑞,苏州第一元素等。 4 R/ P3 Z& t p, v/ Z0 P' s9 `
4、富勒烯
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突破性:具有线性和非线性光学特性,碱金属富勒烯超导性等。4 I* M8 P) N7 H
7 X* r& d' u) Q 发展趋势:未来在生命科学、医学、天体物理等领域有重要前景,有望用在光转换器、信号转换和数据存储等光电子器件上。 . P2 s6 ^) u( s/ s& v, Q7 _
主要研究机构(公司):Michigan State University,厦门福纳新材等。 ; c& Q( F ^8 u! S
5、非晶合金
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突破性:高强韧性、优良的导磁性和低的磁损耗、优异的液态流动性。
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发展趋势:在高频低损耗变压器、移动终端设备的结构件等。
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主要研究机构(公司):Liquidmetal Technologies, Inc.,中科院金属所,比亚迪股份有限公司等。 ( H, y+ l; \$ F$ @ p- \
6、泡沫金属
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突破性: 重量轻、密度低、孔隙率高、比表面积大。 9 o* k; u) H4 d% Q: { z+ q# F
发展趋势: 具有导电性,可替代无机非金属材料不能导电的应用领域;在隔音降噪领域具有巨大潜力。 e. `8 [) ^) Q8 `" L
主要研究机构(公司):Alcan(美国铝业),Rio Tinto,Symat,Norsk Hydro等
$ [6 W2 {+ k% e6 ~' F7、离子液体 0 O/ I; W2 A) `1 m" p6 L; y
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突破性:具有高热稳定性、宽液态温度范围、可调酸碱性、极性、配位能力等。
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发展趋势:在绿色化工领域,以及生物和催化领域具有广阔的应用前景。 # g9 m# Y, s8 k4 x6 W
主要研究机构(公司):Solvent Innovation公司,巴斯夫,中科院兰州物理研究所,同济大学等。 & A# q2 F7 y% b5 ?2 Z! j9 b
8、纳米纤维素 8 }) v u) v# r; e% Y0 [- X% n/ |
, v* V1 @' T9 w4 T2 ]: ]突破性:具有良好的生物相容性、持水性、广范围的pH值稳定性;具有纳米网状结构,和很高的机械特性等。 1 g' g$ r3 z- |
发展趋势:在生物医学、增强剂、造纸工业、净化、传导与无机物复合食品、工业磁性复合物方面前景巨大。 1 N; x* \, Q$ K3 w
主要研究机构(公司):Cellu Force公司(加拿大),US Forest Service(美国林务局),Innventia公司(瑞典)等。 1 b! }% a4 j0 c4 I
9、纳米点钙钛矿
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突破性:纳米点钙钛矿具有巨磁阻、高离子导电性、对氧析出和还原起催化作用等。 . C! D5 f) t8 y7 h/ M
发展趋势:未来在催化、存储、传感器、光吸收等领域具有巨大潜力。
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主要研究机构(公司):埃普瑞,AlfaAesar等
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10、3D打印材料 ) m9 S7 y6 V3 @
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突破性:改变传统工业的加工方法,可快速实现复杂结构的成型等。 . Q( J0 l2 E2 H
发展趋势:革命性成型方法,在复杂结构成型和快速加工成型领域,有很大前景。
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主要研究机构(公司):Object公司,3DSystems公司,Stratasys公司,华曙高科等。 # f2 w, y/ l/ z1 T
11、柔性玻璃
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突破性:改变传统玻璃刚性、易碎的特点,实现玻璃的柔性革命化创新。
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发展趋势:未来柔性显示、可折叠设备领域,前景巨大。
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主要研究机构(公司):康宁公司,德国肖特集团等。 " C$ J4 z0 \5 h, j% H
12、自组装(自修复)材料
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突破性:材料分子自组装,实现材料自身“智能化”,改变以往材料制备方法,实现材料的自身自发形成一定形状和结构。
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发展趋势:改变传统材料制备和材料的修复方法,未来在分子器件、表面工程、纳米技术等领域有很大前景。 " U8 ?5 Z0 e6 \0 ^' L+ V6 Q9 Q
主要研究机构(公司):美国哈佛大学等
- u2 A0 J7 M7 }13、可降解生物塑料 3 S4 U. d' [: [: b3 K
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突破性:可自然降解,原材料来自可再生资源,改变传统塑料对石油、天然气、煤炭等化石资源的依赖,减少环境污染。
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发展趋势:未来替代传统塑料,具有前景巨大。 ; D7 E4 { _# i' q7 K( Z
主要研究机构(公司):Natureworks,Basf,Kaneka公司等 14、钛炭复合材料 3 l6 S/ Z1 [: k/ N8 e
突破性:具有高强度、低密度,以及耐腐蚀性优异等性能,在航空及民用领域前景无限。
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发展趋势:未来在轻量化、高强度、耐腐蚀等环境应用潜力广泛。 # H/ r; _' C6 [) s4 r
主要研究机构(公司):哈尔滨工业大学等。
$ ~# S" r$ R* s- p! `" t1 f15、超材料 ( q9 @8 G9 Y" z4 }$ j1 X3 ?9 f
突破性:具有常规材料不具有的物理特性,如负磁导率、负介电常数等。
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发展趋势: 改变传统根据材料的性质进行加工的理念,未来可根据需要来设计材料的特性,潜力无限、革命性。 5 w8 G# H% E* R$ x; P9 U
主要研究机构(公司):波音公司,Kymeta公司,深圳光启研究院等 " H6 l- `1 M/ O3 J7 h
16、超导材料
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突破性:超导状态下,材料零电阻,电流不损耗,材料在磁场中表现抗磁性等。 - e' D3 @: a* N6 ?/ d+ H6 s$ t7 X& A
发展趋势:未来如突破高温超导技术,有望解决电力传输损耗、电子器件发热等难题,以及绿色新型传输磁悬技术。 ; X$ Z# ^) ?5 e7 E, q
主要研究机构(公司):日本住友,德国Bruker,中科院等。
9 S1 J) N* {/ B8 F( t' b! k17、形状记忆合金 4 j6 f; f8 c8 N3 ]3 T' z2 ]8 `' E- o
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突破性:预成型后,在受外界条件强制变形后,再经一定条件处理,恢复为原来形状,实现材料的变形可逆性设计和应用。 / o# }0 @' h1 P8 f
发展趋势: 在空间技术、医疗器械、机械电子设备等领域潜力巨大。
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主要研究机构(公司):有研新材等
5 L- o) R, c# n# C4 j18、磁致伸缩材料
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突破性: 在磁场作用下,可产生伸长或压缩的性能,实现材料变形与磁场的相互作用。
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发展趋势: 在智能结构器件、减震装置、换能结构、高精度电机等领域,应用广泛,有些条件下性能优于压电陶瓷。 4 u; j6 n) U) R0 e: ]; Y
主要研究机构(公司):美国ETREMA公司,英国稀土制品公司,日本住友轻金属公司等 1 n b4 S1 c& l { o& J/ }
19、磁(电)流体材料 - c3 J# j! H% o9 ^+ [
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突破性: 液态状,兼具固体磁性材料的磁性,和液体的流动性,具有传统磁性块体材料不具备的特性,和应用。 , R( a. z$ t& P$ B5 p
发展趋势: 应用于磁密封、磁制冷、磁热泵等领域,改变传统密封制冷等方式。
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主要研究机构(公司):美国ATA应用技术公司,日本松下等。 , t. G* U# s4 B: l( T# S0 ], l0 ^
20、智能高分子凝胶 % s- [5 J) \+ z
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突破性: 能感知周围环境变化,并能做出响应,具有类似生物的反应特性。
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发展趋势: 智能高分子凝胶的膨胀-收缩循环可用于化学阀、吸附分离、传感器和记忆材料;循环提供的动力用来设计“化学发动机”; 网孔的可控性适用于智能药物释放体系等。
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主要研究机构(公司):美国和日本大学。
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注:来源新材料在线,图片来自网络。
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