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20大未来最有潜力的新材料出炉!

文章来源: 材料科学与工程       发布时间:2019-07-18

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。石墨烯、碳纳米管、非晶合金、泡沫金属、离子液体……20种新材料,为材料工业的发展带来无限机遇。


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。

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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。


主要研究机构(公司):美国ATA应用技术公司,日本松下等。


20.智能高分子凝胶

20大未来最有潜力的新材料出炉!

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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