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, v- T* C4 F0 | Q) w' d; A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。 ) o$ j- u; U& S4 l: T
" ?- p" Q+ A% Z 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。 # Q! x9 G S9 z7 s
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。 / a" H3 C* s4 g
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 Q2 `% \8 S; s8 W. F) J
1.石墨烯 ; y2 I# g/ K" E, R+ x
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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。
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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。
3 m* ?5 n% @+ J6 i( f2、气凝胶 , b# j( b( p' _, U/ j$ Q" B
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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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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 + ^& k4 @; u: f9 p) ]- w% V1 X& w l
3、碳纳米管
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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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% B# G4 ?" s# J 发展趋势:功能器件的电极、催化剂载体、传感器等。 - \) H# B. x( z! |8 p. q. E
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。 # ? o) X" @" K6 O, {0 E. n+ u u
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。( E% H- g6 t/ r7 X9 B
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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。
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主要研究机构(公司):Michigan State University,厦门福纳新材等。 ( W2 Q( t8 K, U z! j
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。 % H6 {: n1 | G! F, U3 K1 y0 r
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。
! `3 P- g/ A7 o6、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。 . Y( [: I! s- l/ {( g
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。 # Z! i5 w6 [ k! z6 Q8 K
主要研究机构(公司):Alcan(美国铝业),Rio Tinto,Symat,Norsk Hydro等 6 r0 r! M) i$ S
7、离子液体 7 O8 `5 H4 | j I( v( A
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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。 / J! j \+ L# l5 S3 L% Z$ e
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。
. \, z {) }' x: n8、纳米纤维素
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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。
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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。 + A: Q$ f2 N( t( b* ]
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。
* t' a. @4 G) y- I9、纳米点钙钛矿 * Z; q$ r5 L3 i4 Y3 g" f0 N
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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。
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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。 % c9 [5 R3 K8 y9 C1 H5 k- W& m
主要研究机构(公司):埃普瑞,AlfaAesar等 # I. M; w& a' `% i4 l: @4 B2 Z
10、3D打印材料
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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。
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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。 ! f* \+ N% G8 }" U" O
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。 ; e/ Y( ^1 u/ `2 q. V. Y
主要研究机构(公司):康宁公司,德国肖特集团等。
- X2 i; C7 d$ H12、自组装(自修复)材料 3 V3 `* }/ { h- ?2 v) g
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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。
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主要研究机构(公司):美国哈佛大学等 8 a( |/ }5 ~* y4 U. r8 X0 V) L4 w
13、可降解生物塑料
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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。 . b; s" Z5 n9 h( B! N2 @6 z- o
发展趋势:未来替代传统塑料,具有前景巨大。 ( ?% Q4 J5 o$ X2 }4 N1 ^" C
主要研究机构(公司):Natureworks,Basf,Kaneka公司等 14、钛炭复合材料
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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。
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主要研究机构(公司):哈尔滨工业大学等。 }$ K4 e: `% H( X; z
15、超材料 / M; ~, Y; ?/ k0 z- {
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。 . D8 G( q+ F" ]; L( _) f
主要研究机构(公司):波音公司,Kymeta公司,深圳光启研究院等
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16、超导材料 8 U3 Z3 L- T3 z4 g
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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。 4 w/ a) c+ Z# ]0 m$ `
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。 5 }6 d8 o& [! g5 w
主要研究机构(公司):日本住友,德国Bruker,中科院等。
7 d& W; n4 Y: q% E q! w5 P17、形状记忆合金 0 h! d# ?1 I4 P, F3 V5 ?2 W
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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。 & C! r" K+ j8 v, I5 {
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
w/ i9 Q$ E7 ~9 D6 g: r/ S: }9 T3 a18、磁致伸缩材料 9 }5 v5 s+ Q+ Y/ S( f* U
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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。 " v% G+ A9 H) A4 V8 [
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 : i2 P5 K3 _ F3 I! E: { P
19、磁(电)流体材料 4 J/ A' T4 M5 ~$ W5 E1 @
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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。
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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。 _" q; g4 P. B7 D# |
20、智能高分子凝胶
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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。 ) n; o0 ~: M; p4 q5 v, p
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。 : _. x# i2 M! V1 q2 X
注:来源新材料在线,图片来自网络。 1 v' R2 Z0 b! f. O8 N, O7 d
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