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2016年具潛力的20大新材料
點擊:297發布時間:2022-02-12

特種橡膠

2016年具潛力的20大新材料

【引言】:材料工業是國民經濟的基礎產業,尤其新興材料,將會給工業帶來革命性的變革,新材料是材料工業發展的先導,是重要的戰略性新興產業。21世紀的今天,科技革命迅猛發展,新材料產品日新月異,產業升級、材料更新換代步伐加快。新材料技術與信息技術、生物技術、納米技術等相互融合,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(環保)等環境友好特性倍受關注。

2015年,習近平主席訪問英國曼徹斯特大學國家石墨烯研究院,指出中英在石墨烯研究領域完全可以實現“強強聯合”;

2015年,在李克強總理在政府工作報告中提出“大眾創業,萬眾創新”;

2015年,工信部提出我國成為制造強國建設的宏偉藍圖《中國制造2025》;

……

在此背景下,新材料在線,綜合國內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,在此基礎上重磅發布“2016年具潛力的十大新材料”評選活動,以期望助力我國新材料產業的發展和新材料的推廣應用。以下為20大新材料的詳細信息(排名不分先后)。

1、石墨烯

突破性:非同尋常的導電性能、較低的電阻率較低和很快的電子遷移的速度、超出鋼鐵數十倍的強度和較好的透光性。

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年將在光電顯示、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、復合材料、生物醫藥等領域將爆發式增長。

2、內嵌富勒烯

突破性:用離子轟擊C60的制得內嵌富勒烯,并從富勒烯的其它混合物中純化分離(難度很高)。

發展趨勢:在醫學抗HIV、酶活性抑制、切割DNA、光動力學治療、抗氧化、美容化妝等領域有廣闊的應用前景。

3、黑磷

突破性:與石墨烯相比黑磷具有能隙,使其更容易進行光探測,其能隙是可通過在硅基板上堆疊的黑磷層數來做調節,使其能吸收可見光范圍以及通訊,用紅外線范圍的波長。黑磷是一種直接能隙(direct-band)半導體,也能將電子信號轉成光。

發展趨勢:未來在晶體管、傳感器、太陽能電池、開關、電池電極等領域前景廣泛。

4、3D打印材料

突破性:改變傳統工業的加工方法,可快速實現復雜結構的成型等。

發展趨勢:革命性成型方法,在復雜結構成型和快速加工成型領域,有很大前景。

5、液態金屬

突破性:高強韌性、優良的導磁性和低的磁損耗、優異的液態流動性。

發展趨勢:在高頻低損耗變壓器、移動終端設備的結構件等。

6、氣凝膠

突破性:高孔隙率、密度低質輕、低熱導率,隔熱保溫特性優異。

發展趨勢:具有潛力的新材料,在節能環保、保溫隔熱電子電器、建筑等領域有巨大潛力。

7、離子液體

突破性:具有高熱穩定性、寬液態溫度范圍、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。

8、量子點

突破性:大小約為2~20nm的半導體晶體,由少數原子構成,活動局限于有限范圍之內,喪失原有的半導體特性。內部結構、大小不同,發出不同顏色的光,量子點尺寸足夠準確時,可發出鮮艷的紅綠藍光(顏色可調),能夠更準確的控制色彩顯示。

發展趨勢:未來在醫學上(顯影標記、基因組學、藥物篩選等)、半導體器件(電子器件、存儲等)、顯示照明等領域前景巨大。

9、納米點鈣鈦礦

突破性:納米點鈣鈦礦具有巨磁阻、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。

10、超材料

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。

11、柔性玻璃

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。

12、人工晶體

突破性:一種膠原聚合物材料制成軟彈性醫用凝膠,植入眼內,治療視力異常。

發展趨勢:非水溶性,高化學惰性,高穩定性,無致癌作用,高生物相容性,耐受性好、彈性強度穩定、無膨脹性等。

13、泡沫金屬

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。

14、自組裝(自修復)材料

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復方法,未來在分子器件、表面工程、納米技術等領域有很大前景。

15、形狀記憶合金

突破性:預成型后,在受外界條件強制變形后,再經一定條件處理,恢復為原來形狀,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。

16、磁(電)流體材料

突破性:液態狀,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。

17、可降解生物塑料

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。

18、超導材料

突破性:超導狀態下,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。

19、碳纖維

突破性:輕質、高強、高模、耐化學腐蝕(耐有機溶劑、酸、堿,不溶脹)、熱膨脹系數小,強度高等。

發展趨勢:產品性能趨向于高性能化、價格將繼續降低,航天航空和文體用品領域用量穩定增加,民用工業用量將快速增長等。

20、碳納米管

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。


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