Πιθανή νέα υλικά στο μέλλον

Η υλική βιομηχανία είναι η βασική βιομηχανία της εθνικής οικονομίας, και τα νέα υλικά είναι ο πρόδρομος της ανάπτυξης της υλικής βιομηχανίας. Γραφένιο, νανοσωλήνες άνθρακα, άμορφα κράματα, μεταλλικοί αφρόι, ιονικά υγρά... 20 νέα υλικά φέρνουν απεριόριστες ευκαιρίες για την ανάπτυξη της βιομηχανίας υλικών.

Σήμερα, η επιστημονική και τεχνολογική επανάσταση αναπτύσσεται γρήγορα, νέα υλικά και προϊόντα αλλάζουν με κάθε μέρα και ο ρυθμός της βιομηχανικής αναβάθμισης και της υλικής αντικατάστασης επιταχύνεται. Η ενσωμάτωση της νέας τεχνολογίας υλικών με τη νανοτεχνολογία, τη βιοτεχνολογία και την τεχνολογία πληροφοριών, την ενσωμάτωση της δομής και της λειτουργίας, και την έξυπνη τάση των λειτουργικών υλικών είναι προφανής.

Στην παρούσα εργασία, 20 νέα υλικά επιλέγονται με βάση την πρόοδο της έρευνας γνωστών ερευνητικών ιδρυμάτων και εταιρειών στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, επιστημονικές και τεχνολογικές αναθεωρήσεις μέσων ενημέρωσης, και τη βιομηχανία καυτή έρευνα. Ακολουθούν οι λεπτομερείς πληροφορίες των σχετικών υλικών (σε καμία συγκεκριμένη σειρά).

1.Γράφηνο

Διάβαση: Εξαιρετική ηλεκτρική αγωγιμότητα, εξαιρετικά χαμηλή αντίσταση και εξαιρετικά γρήγορη μετανάστευση ηλεκτρονίων, δεκάδες φορές ισχυρότερη από το χάλυβα και εξαιρετική μετάδοση φωτός.

Τάση ανάπτυξης: Το βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2010 έχει κάνει το γραφένιο πολύ δημοφιλές στην τεχνολογία και τις κεφαλαιαγορές τα τελευταία χρόνια. Στα επόμενα πέντε χρόνια, το γραφένιο θα χρησιμοποιηθεί στις οπτικές οθόνες, τους ημιαγωγούς, τις οθόνες αφής, τις ηλεκτρονικές συσκευές, τις μπαταρίες αποθήκευσης ενέργειας, τις οθόνες, τους αισθητήρες, τους ημιαγωγούς, το αεροδιάστημα, το στρατό, τα σύνθετα υλικά, τη βιοϊατρική και άλλους τομείς θα βιώσουν εκρηκτική ανάπτυξη.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα(εταιρείες): Τεχνολογίες γραφενίου, Υλικά, Πλατεία γραφενίου, Τεχνολογία κ.λπ.

2. Αερογέλες

Διάβαση: υψηλό πορώδες, χαμηλή πυκνότητα και ελαφρύ βάρος, χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, άριστες ιδιότητες θερμικής μόνωσης. Τάση ανάπτυξης: Τα νέα υλικά με μεγάλες δυνατότητες έχουν μεγάλες δυνατότητες στους τομείς της διατήρησης ενέργειας και της προστασίας του περιβάλλοντος, της θερμικής μόνωσης, των ηλεκτρονικών συσκευών, και της κατασκευής.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Τεχνολογία Φόρμαν, Γκρέις Ιαπωνίας, κ.λπ.

3. Νανοσωλήνες άνθρακα

Διάβαση:υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, υψηλή θερμική αγωγιμότητα, υψηλός ελαστικός συντελεστής, υψηλή εκτατή δύναμη, κ.λπ.

Τάση ανάπτυξης:ηλεκτρόδια για λειτουργικές συσκευές, φορείς καταλύτη, αισθητήρες κ.λπ.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Unidym, Inc., Toray Industries, Inc., Bayer Materials Science AG, Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Τεχνολογία Forsman, πρώτο στοιχείο Suzhou, κ.λπ.

4. Φούλερινες

Διάβαση: με τις γραμμικές και μη γραμμικές οπτικές ιδιότητες, την υπεραγωγιμότητα αλκαλικού μετάλλου, κ.λπ.

Τάση ανάπτυξης:Στο μέλλον, θα έχει σημαντικές προοπτικές στους τομείς της επιστήμης της ζωής, της ιατρικής, της αστροφυσικής, κ.λπ. Αναμένεται να χρησιμοποιηθεί σε οπτικές συσκευές όπως οι οπτικοί μετατροπές, η μετατροπή σημάτων και η αποθήκευση δεδομένων.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Κρατικό Πανεπιστήμιο Μίσιγκαν, νέα υλικά κ.λπ.

5. Αμορφά κράματα

Διάβαση: υψηλή αντοχή και ανθεκτικότητα, άριστη μαγνητική διαπερατότητα και χαμηλή μαγνητική απώλεια, άριστη υγρή ρευστότητα.

Τάση ανάπτυξης: στους μετασχηματιστές χαμηλής απώλειας υψηλής συχνότητας, τα δομικά μέρη του κινητού τελικού εξοπλισμού, κ.λπ.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα(εταιρείες): Ινστιτούτο μετάλλων, κινεζική Ακαδημία Επιστημών, κ.λπ.

6. Μέταλλο αφρού

Διάβαση: Ελαφρύ, χαμηλή πυκνότητα, υψηλό πορώδες, και μεγάλη επιφάνεια.

Τάση ανάπτυξης: Έχει ηλεκτρική αγωγιμότητα και μπορεί να αντικαταστήσει τους τομείς εφαρμογής όπου τα ανόργανα μη μεταλλικά υλικά δεν μπορούν να οδηγήσουν την ηλεκτρική ενέργεια. έχει μεγάλες δυνατότητες στον τομέα της ηχομόνωσης και της μείωσης θορύβου.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Alcan (Alcoa), Rio Tinto, Symat, Norsk Hydro, κ.λπ.

7. Ιονικά υγρά

Διάβαση:Έχει υψηλή θερμική σταθερότητα, ευρεία υγρή σειρά θερμοκρασίας, διευθετήσιμη οξύτητα και αλκαλικότητα, πολικότητα, ικανότητα συντονισμού, κ.λπ.

Τάση ανάπτυξης: Έχει ευρείες προοπτικές εφαρμογής στον τομέα της πράσινης χημικής βιομηχανίας, καθώς και στους τομείς της βιολογίας και της κατάλυσης.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Διαλυτική καινοτομία, Ινστιτούτο Φυσικής της Κίνας Ακαδημία Επιστημών, Πανεπιστήμιο κ.λπ.

8. Νανοκυτταρίνη

Διάβαση: καλή βιοσυμβατότητα, ικανότητα συγκράτησης νερού, ευρύ φάσμα σταθερότητας pH· δομή νανο-δικτύων, και υψηλές μηχανικές ιδιότητες, κ.λπ.

Τάση ανάπτυξης: Έχει τις μεγάλες προοπτικές στη βιοϊατρική, τον ενισχυτή, τη βιομηχανία εγγράφου, τον καθαρισμό, τα αγώγιμα και ανόργανα σύνθετα τρόφιμα, και τη βιομηχανική μαγνητική ένωση.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Δύναμη Cellu (Καναδάς), δασική υπηρεσία ΗΠΑ (δασική υπηρεσία ΗΠΑ), κ.λπ.

9. Υπερβσίτες νανόδοτ

Διάβαση: Οι υπεργοβσίτες έχουν γιγαντιαία μαγνητοαντίσταση, υψηλή ιονική αγωγιμότητα, κατάλυση για την εξέλιξη και τη μείωση οξυγόνου, κ.λπ.

Τάση ανάπτυξης:Στο μέλλον, έχει μεγάλες δυνατότητες στους τομείς της κατάλυσης, αποθήκευσης, αισθητήρων και απορρόφησης φωτός.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Apry, AlfaAesar, κ.λπ.

10. Υλικά τρισδιάστατης εκτύπωσης

Διάβαση: Αλλάξτε τις μεθόδους επεξεργασίας των παραδοσιακών βιομηχανιών, και μπορεί γρήγορα να πραγματοποιήσει τη διαμόρφωση σύνθετων δομών, κ.λπ.

Τάση ανάπτυξης:Η επαναστατική μέθοδος σχηματοποίησης έχει μεγάλες προοπτικές στον τομέα της σύνθετης σχηματοποίησης δομών και της γρήγορης σχηματοποίησης επεξεργασίας.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα(εταιρείες): Αντικείμενο, 3DSystems, Stratasys, Farsoon, κ.λπ.

11. Ευέλικτο γυαλί

Διάβαση:Αλλάξτε τα άκαμπτα και εύθραυστα χαρακτηριστικά του παραδοσιακού γυαλιού, και πραγματοποιήστε την επαναστατική καινοτομία της ευελιξίας γυαλιού.

Τάση ανάπτυξης: Στο μέλλον, ο τομέας της εύκαμπτης επίδειξης και των πτυσσόμενων συσκευών έχει μεγάλες προοπτικές.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα(εταιρείες): Corning Corporation, Schott Group, κ.λπ.

12. Αυτοσυναρμολογούμενα (αυτοθεραπευόμενα) υλικά

Διάβαση: αυτοσυναρμολόγηση υλικών μορίων, πραγματοποιώντας την "νοημοσύνη" του ίδιου του υλικού, αλλάζοντας την προηγούμενη μέθοδο προετοιμασίας υλικού και πραγματοποιώντας τον αυθόρμητο σχηματισμό ενός συγκεκριμένου σχήματος και δομής του ίδιου του υλικού.

Τάση ανάπτυξης: Αλλάξτε τις παραδοσιακές μεθόδους προετοιμασίας υλικού και επισκευής υλικών, και έχουν μεγάλες προοπτικές στους τομείς των μοριακών συσκευών, της μηχανικής επιφάνειας, και της νανοτεχνολογίας στο μέλλον.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Πανεπιστήμιο Harvard, κ.λπ.

13. Αποσμητικά βιοπλαστικά

Διάβαση: Μπορεί να υποβαθμιστεί φυσικά και οι πρώτες ύλες προέρχονται από ανανεώσιμες πηγές, αλλάζοντας την εξάρτηση των παραδοσιακών πλαστικών από ορυκτές πηγές όπως το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο και ο άνθρακας, και μειώνοντας τη ρύπανση του περιβάλλοντος.

Τάση ανάπτυξης:η μελλοντική αντικατάσταση των παραδοσιακών πλαστικών έχει μεγάλες προοπτικές.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Natureworks, Basf, Kaneka, κ.λπ.

14. Σύνθετα άνθρακα τιτανίου

Διάβαση: Με υψηλή αντοχή, χαμηλή πυκνότητα, και άριστη αντίσταση διάβρωσης, έχει απεριόριστες προοπτικές στους τομείς της αεροπορίας και των πολιτικών.

Τάση ανάπτυξης: Στο μέλλον, έχει ένα ευρύ φάσμα πιθανών εφαρμογών σε ελαφριά, υψηλής αντοχής, αντιδιαβρωτικά και άλλα περιβάλλοντα.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρεία): Ινστιτούτο Τεχνολογίας Harbin, κ.λπ.

15. Μεταυλικά

Διάβαση: Έχει φυσικές ιδιότητες που τα συμβατικά υλικά δεν έχουν, όπως αρνητική διαπερατότητα, αρνητική διαπερατότητα κ.λπ.

Τάση ανάπτυξης: Αλλάξτε την παραδοσιακή έννοια της επεξεργασίας σύμφωνα με τις ιδιότητες των υλικών, και σχεδιάστε τα χαρακτηριστικά των υλικών σύμφωνα με τις ανάγκες στο μέλλον, με απεριόριστες δυνατότητες και επαναστατικές.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Ερευνητικό Ινστιτούτο κ.λπ.

16. Υπεραγώγιμα υλικά

Διάβαση: Στην υπεραγώγιμη κατάσταση, το υλικό έχει μηδενική αντίσταση, καμία τρέχουσα απώλεια, και το υλικό παρουσιάζει διαμagnetισμό σε ένα μαγνητικό πεδίο.

Τάση ανάπτυξης: Στο μέλλον, εάν αναμένονται ανακαλύψεις στην υψηλής θερμοκρασίας υπεραγώγιμη τεχνολογία, αναμένεται να λύσει προβλήματα όπως η απώλεια μετάδοσης ισχύος, η θέρμανση των ηλεκτρονικών συσκευών, και η πράσινη νέα τεχνολογία μαγνητικής αναστολής μετάδοσης.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα(εταιρείες): Ιαπωνία, Γερμανία, Κινέζικη Ακαδημία Επιστημών, κ.λπ.

17. Κράματα μνήμης σχήματος

Διάβαση: Μετά από την προ-διαμόρφωση, αφού αναγκαστεί να παραμορφωθεί από εξωτερικούς όρους, μπορεί να αποκατασταθεί στην αρχική του μορφή μετά από ορισμένους όρους, έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί το σχέδιο και η εφαρμογή της αναστρέψιμης παραμόρφωσης του υλικού.

Τάση ανάπτυξης: τεράστιο δυναμικό στη διαστημική τεχνολογία, τον ιατρικό εξοπλισμό, τον μηχανικό και ηλεκτρονικό εξοπλισμό και άλλους τομείς.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Υπάρχουν νέα υλικά και ούτω καθεξής.

18. Μαγνητοστρικά υλικά

Διάβαση: Κάτω από τη δράση ενός μαγνητικού πεδίου, μπορεί να παραγάγει τις ιδιότητες της επιμήκυνσης ή της συμπίεσης, και να πραγματοποιήσει την αλληλεπίδραση της υλικής παραμόρφωσης και του μαγνητικού πεδίου.

Τάση ανάπτυξης: Χρησιμοποιείται ευρέως στους τομείς των ευφυών δομικών συσκευών, των συσκευών απορρόφησης κλονισμού, των δομών μετατροπέων, των μηχανών υψηλής ακρίβειας, κ.λπ., και η απόδοσή του είναι καλύτερη από την πιεζοηλεκτρική κεραμική υπό ορισμένες συνθήκες.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Αμερικανική επιχείρηση Βρετανική εταιρεία προϊόντων σπάνιων γαιών, Ιαπωνία ελαφριά εταιρεία μετάλλων, κ.λπ.

19. Μαγνητικά (ηλεκτρο) υγρά υλικά

Διάβαση:Σε υγρή κατάσταση, έχει τόσο τις μαγνητικές ιδιότητες των στερεών μαγνητικών υλικών όσο και τη ρευστότητα των υγρών, και έχει χαρακτηριστικά και εφαρμογές που τα παραδοσιακά μαγνητικά μαζικά υλικά δεν έχουν.

Τάση ανάπτυξης: χρησιμοποιημένος στη μαγνητική σφράγιση, τη μαγνητική ψύξη, τη μαγνητική αντλία θερμότητας και άλλους τομείς, αλλάζοντας την παραδοσιακή σφράγιση ψύξης και άλλες μεθόδους.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα (εταιρείες): Εφαρμοσμένη Εταιρεία Τεχνολογίας των Ηνωμένων Πολιτειών, της Ιαπωνίας, κ.λπ.

20. Έξυπνα ζελέ πολυμερών

Διάβαση: Μπορεί να αντιληφθεί αλλαγές στο περιβάλλον και να ανταποκριθεί, με βιολογικά χαρακτηριστικά απόκρισης.

Τάση ανάπτυξης:Ο κύκλος επέκτασης-συστολής των έξυπνων πολυμερών πηκτωμάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για χημικές βαλβίδες, διαχωρισμό προσρόφησης, αισθητήρες και υλικά μνήμης. η ισχύς που παρέχεται από τον κύκλο χρησιμοποιείται για τον σχεδιασμό "χημικών κινητήρων"· η δυνατότητα ελέγχου του πλέγματος είναι κατάλληλη για τα έξυπνα συστήματα απελευθέρωσης φαρμάκων Περιμένετε.

Κύρια ερευνητικά ιδρύματα Αμερικάνικα και ιαπωνικά πανεπιστήμια.