曼柯威带你了解十大未来有潜力的新材料
发布时间:2024-04-09 14:05:01
十大未来有潜力的新材料(1)
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。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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
十大未来有潜力的新材料(2)
1、柔性玻璃
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。
2、自组装(自修复)材料
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
3、可降解生物塑料
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
4、钛炭复合材料突破性: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。
5、超材料
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
6、超导材料
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。
7: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):美国ETREMA公司,英国稀土制品公司,日本住友轻金属公司等
8、磁(电)流体材料
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。
9:智能高分子凝胶
10: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。