二十大未来最有潜力的新材料(绝对经典值得收藏)

锌工业 2018-11-07 智造
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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。

 

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。

 

本文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)。

 

1.石墨烯

 

 

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。

 

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。

 

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。

 

2、气凝胶

 

 

突破性:高孔隙率、低密度质轻、低热导率,隔热保温特性优异。

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。

 

主要研究机构(公司):阿斯彭美国,W.R. Grace,日本Fuji-Silysia公司等

 

3、碳纳米管

 

 

突破性:高电导率、高热导率、高弹性模量、高抗拉强度等。

发展趋势:功能器件的电极、催化剂载体、传感器等。

 

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、富勒烯

 

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。

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。

 

主要研究机构(公司):Michigan State University,厦门福纳新材等。

 

5、非晶合金

 

 

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。

 

发展趋势:在高频低损耗变压器、移动终端设备的结构件等。

 

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。

 

6、泡沫金属

 

 

突破性: 重量轻、密度低、孔隙率高、比表面积大。

 

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。

 

主要研究机构(公司):Alcan(美国铝业),Rio Tinto,Symat,Norsk Hydro等

 

7、离子液体

 

 

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。

 

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。

 

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。

 

8、纳米纤维素

 

 

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。

 

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。

 

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。

 

9、纳米点钙钛矿

 

 

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。

 

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。

 

主要研究机构(公司):埃普瑞,AlfaAesar等

 

10、3D打印材料

 

 

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。

 

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。

 

主要研究机构(公司):Object公司,3DSystems公司,Stratasys公司,华曙高科等。

 

11、柔性玻璃

 

 

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。

 

发展趋势:未来柔性显示、可折叠设备领域,前景巨大。

 

主要研究机构(公司):康宁公司,德国肖特集团等。

 

12、自组装(自修复)材料

 

 

 

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。

 

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。

 

主要研究机构(公司):美国哈佛大学等

 

13、可降解生物塑料

 

 

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。

 

发展趋势:未来替代传统塑料,具有前景巨大。

 

主要研究机构(公司):Natureworks,Basf,Kaneka公司等

 

14、钛炭复合材料

 

 

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。

 

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。

 

主要研究机构(公司):哈尔滨工业大学等。

 

15、超材料

 

 

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。

 

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。

 

主要研究机构(公司):波音公司,Kymeta公司,深圳光启研究院等

 

16、超导材料

 

 

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。

 

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。

 

主要研究机构(公司)日本住友,德国Bruker,中科院等。

 

17、形状记忆合金

 

 

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。

 

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。

 

主要研究机构(公司):有研新材等

 

18、磁致伸缩材料

 

 

 

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。

 

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。

 

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

 

19、磁(电)流体材料

 

 

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。

 

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。

 

要研究机构(公司):美国ATA应用技术公司,日本松下等。

 

20、智能高分子凝胶

 

 

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。

 

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。

 

主要研究机构(公司):美国和日本大学。

 

 

 

 

 

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