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! r( v* e+ c, T! B" m! }) u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。 2 L: C+ G. X, Q( | ^, }7 d
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。
* r* p8 X& ^ ]4 {/ G6 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)。
5 ~& y0 ~/ k: A1.石墨烯 - s* i4 q. k% F: C4 L/ \
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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。
; m1 W" C; m6 ~' i V0 e2、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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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。 {' M2 y# a- e3 N
主要研究机构(公司):阿斯彭美国,W.R. Grace,日本Fuji-Silysia公司等 ! H3 U4 ~1 h/ u
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。2 f( G& L* g! i( j* e3 A
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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。
/ S9 N" G5 q1 v( Y# d# ^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。* i; [ R% e/ d& ?7 H' `, z$ Q
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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。 " z$ Y4 T3 [" j( `
主要研究机构(公司):Michigan State University,厦门福纳新材等。
( |# o$ I0 R) j& Y5、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。 8 c7 \1 h% v7 W- k, i' z5 E
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。 0 N) C" x/ s! }1 r1 u) h1 i0 Y# N- ]
6、泡沫金属 ! N6 w9 d1 o/ V
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突破性: 重量轻、密度低、孔隙率高、比表面积大。 " O% d* ` K% Q
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。
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主要研究机构(公司):Alcan(美国铝业),Rio Tinto,Symat,Norsk Hydro等
1 J8 t% N, A2 V# d7、离子液体 $ W( t# h% s+ p! o% U1 O
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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。 8 |' g% Z+ I; \; r( |
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。
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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。 S$ f* d) f# q
8、纳米纤维素 4 p( h/ Q* z- I$ Z+ I! v
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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。
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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。 % I( w0 `: Q1 V, _" M" ^8 g9 ]
9、纳米点钙钛矿 4 C8 w- p6 {' d6 c- R
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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。
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主要研究机构(公司):埃普瑞,AlfaAesar等 3 Z8 M8 X0 R3 @% K5 ]
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。
- e" X0 ~0 b! q! h1 O7 f! S" V/ _# \) T11、柔性玻璃 ' c+ S- w, R' \8 X* Z$ I u2 p! I
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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。 1 w l3 t: ]! \* v1 U
主要研究机构(公司):康宁公司,德国肖特集团等。
5 A7 M- z. ~# q& L8 [( i12、自组装(自修复)材料 : |4 z" ]- |* U; ?9 C* r6 M
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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。 * j( j( Y2 x. ?6 ~
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
# ] {9 t1 X/ D7 _ [2 P13、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。
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发展趋势:未来替代传统塑料,具有前景巨大。 4 p2 Z3 ]5 N5 {
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。 . z7 j5 ?6 g: ?7 v' @7 D
15、超材料
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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。 ( m* V$ m; d- w8 N! j
主要研究机构(公司):波音公司,Kymeta公司,深圳光启研究院等 : A/ `% h4 L& D7 J3 d. o, @
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。 ; q1 D1 l# l! u; N7 j! j
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。 : M# Z5 T9 ^7 _4 K) L1 ~5 |7 V
主要研究机构(公司):日本住友,德国Bruker,中科院等。 4 {, E$ Y2 B% t- x& d% j
17、形状记忆合金 0 l) D% q- j3 [) G( 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。
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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。 , q0 h- s& m, ]3 a* }7 P
主要研究机构(公司):有研新材等 P/ Z6 n% M ~& k
18、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。 $ m5 e( u3 \) v6 m8 O4 S; V0 F
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。 , j' S2 y; s/ j2 t
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 , S* R* o2 A- S9 r+ @
19、磁(电)流体材料 - \1 A- l' ~; S% n/ P
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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。 7 R' c% K# y" @
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。 + K! I& u9 e8 ^
主要研究机构(公司):美国ATA应用技术公司,日本松下等。
8 ^8 C5 I4 r8 A2 F3 o20、智能高分子凝胶 ' Q4 g+ `0 d3 D3 y/ _
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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。 `9 u8 {5 Z7 o: p K/ J4 f, Q
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。 8 Z% V. u) K* a& |4 {/ @6 P P% u+ M
主要研究机构(公司):美国和日本大学。 : Y+ p; T9 S$ X& ]/ x0 j: s* x
注:来源新材料在线,图片来自网络。
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