20大未来潜力新材料

导语：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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

11.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。

12.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。

13.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。

14.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。

15.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。

16.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。

17.形状记忆合金

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。

18.磁致伸缩材料

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。

19.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。

20.智能高分子凝胶

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。

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内容来源：网络

本期编辑：小艾 
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