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。
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
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。
2.气凝胶
高孔隙率、低密度质轻、低热导率,隔热保温特性优异。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。
3.碳纳米管
高电导率、高热导率、高弹性模量、高抗拉强度等, 功能器件的电极、催化剂载体、传感器等。
4.富勒烯
具有线性和非线性光学特性,碱金属富勒烯超导性等。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。
5.非晶合金
高强韧性、优良的导磁性和低的磁损耗、优异的液态流动性。在高频低损耗变压器、移动终端设备的结构件等。
6.泡沫金属
重量轻、密度低、孔隙率高、比表面积大。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。
7.离子液体
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。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。
8.纳米纤维素
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。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。
9.纳米点钙钛矿
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。未来在催化、存储、传感器、光吸收等领域具有巨大潜力。
10.3D打印材料
改变传统工业的加工方法,可快速实现复杂结构的成型等。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。
11.柔性玻璃
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。未来柔性显示、可折叠设备领域,前景巨大。
12.自组装(自修复)材料
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。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。
13.可降解生物塑料
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。未来替代传统塑料,具有前景巨大。
14.钛炭复合材料
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。未来在轻量化、高强度、耐腐蚀等环境应用潜力广泛。
15.超材料
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。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。
16.超导材料
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。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。
17.形状记忆合金
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。在空间技术、医疗器械、机械电子设备等领域潜力巨大。
18.磁致伸缩材料
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。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。
19.磁(电)流体材料
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。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。
20.智能高分子凝胶
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。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。