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二十大未來最有潛力的新材料

生活 更新时间:2024-12-09 20:16:28

二十大未來最有潛力的新材料(二十大未來最有潛力的新材料)1

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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,為材料工業工業發展帶來無限機遇。

來源:新材料在線

材料工業是國民經濟的基礎産業,新材料是材料工業發展的先導,是重要的戰略性新興産業。

今天,科技革命迅猛發展,新材料産品日新月異,産業升級、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。

本文綜合國内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(排名不分先後)。

1.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、超出鋼鐵數十倍的強度和極好的透光性。

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年将在光電顯示、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、複合材料、生物醫藥等領域将爆發式增長。

主要研究機構(公司):Graphene Technologies,Angstron Materials,Graphene Square,常州第六元素,甯波墨西等。

2、氣凝膠

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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。

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、建築等領域有巨大潛力。

主要研究機構(公司):阿斯彭美國,W.R. Grace,日本Fuji-Silysia公司等

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。

發展趨勢:功能器件的電極、催化劑載體、傳感器等。

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。

4、富勒烯

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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。

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、信号轉換和數據存儲等光電子器件上。

主要研究機構(公司):Michigan State University,廈門福納新材等。

5、非晶合金

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突破性:高強韌性、優良的導磁性和低的磁損耗、優異的液态流動性。

發展趨勢:在高頻低損耗變壓器、移動終端設備的結構件等。

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。

6、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。

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。

主要研究機構(公司):Alcan(美國鋁業),Rio Tinto,Symat,Norsk Hydro等

7、離子液體

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突破性:具有高熱穩定性、寬液态溫度範圍、可調酸堿性、極性、配位能力等。

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。

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。

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、廣範圍的pH值穩定性;具有納米網狀結構,和很高的機械特性等。

發展趨勢:在生物醫學、增強劑、造紙工業、淨化、傳導與無機物複合食品、工業磁性複合物方面前景巨大。

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。

9、納米點鈣钛礦

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突破性:納米點鈣钛礦具有巨磁阻、高離子導電性、對氧析出和還原起催化作用等。

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。

主要研究機構(公司):埃普瑞,AlfaAesar等

10、3D打印材料

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突破性:改變傳統工業的加工方法,可快速實現複雜結構的成型等。

發展趨勢:革命性成型方法,在複雜結構成型和快速加工成型領域,有很大前景。

主要研究機構(公司):Object公司,3DSystems公司,Stratasys公司,華曙高科等。

11、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。

發展趨勢:未來柔性顯示、可折疊設備領域,前景巨大。

主要研究機構(公司):康甯公司,德國肖特集團等。

12、自組裝(自修複)材料

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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。

發展趨勢:改變傳統材料制備和材料的修複方法,未來在分子器件、表面工程、納米技術等領域有很大前景。

主要研究機構(公司):美國哈佛大學等

13、可降解生物塑料

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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。

發展趨勢:未來替代傳統塑料,具有前景巨大。

主要研究機構(公司):Natureworks,Basf,Kaneka公司等

14、钛炭複合材料

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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。

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。

主要研究機構(公司):哈爾濱工業大學等。

15、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。

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。

主要研究機構(公司):波音公司,Kymeta公司,深圳光啟研究院等

16、超導材料

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突破性:超導狀态下,材料零電阻,電流不損耗,材料在磁場中表現抗磁性等。

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。

主要研究機構(公司)日本住友,德國Bruker,中科院等。

17、形狀記憶合金

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突破性:預成型後,在受外界條件強制變形後,再經一定條件處理,恢複為原來形狀,實現材料的變形可逆性設計和應用。

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。

主要研究機構(公司):有研新材等

18、磁緻伸縮材料

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突破性:在磁場作用下,可産生伸長或壓縮的性能,實現材料變形與磁場的相互作用。

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。

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

19、磁(電)流體材料

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突破性:液态狀,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。

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。

主要研究機構(公司):美國ATA應用技術公司,日本松下等。

20、智能高分子凝膠

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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。

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”; 網孔的可控性适用于智能藥物釋放體系等。

主要研究機構(公司):美國和日本大學。

編輯:Angela

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