Nouveaux matériaux potentiels pour l'avenir

L'industrie des matériaux est l'industrie de base de l'économie nationale et les nouveaux matériaux sont le précurseur du développement de l'industrie des matériaux. Graphène, nanotubes de carbone, alliages amorphes, mousses métalliques, liquides ioniques... Les nouveaux matériaux offrent des possibilités illimitées de développement de l'industrie des matériaux.

Aujourd'hui, avec le développement rapide de la révolution scientifique et technologique, de nouveaux matériaux et de nouveaux produits évoluent rapidement et le rythme de la modernisation industrielle s'accélère. La fusion de la nouvelle technologie des matériaux avec la nanotechnologie, la biotechnologie et la technologie de l'information, la fusion de la structure et de la fonction, la tendance à l'intelligence des matériaux fonctionnels est évidente.

Sur la base des progrès de la recherche, des commentaires des médias scientifiques et technologiques et de la recherche sur les points chauds de l'industrie, 20 nouveaux matériaux ont été sélectionnés. On trouvera ci - après des détails sur les documents pertinents (sans ordre particulier).   

1. Graphène

Percée: Excellente conductivité électrique, très faible résistivité et très rapide migration électronique, plusieurs dizaines de fois plus forte que l'acier, excellente transmission de la lumière.

Évolution: Le prix Nobel de physique 2010 a rendu le Graphène très populaire sur les marchés de la technologie et des capitaux ces dernières années. Au cours des cinq prochaines années, les applications du graphène dans les domaines de l'affichage photoélectrique, des semi - conducteurs, de l'écran tactile, des dispositifs électroniques, des cellules de stockage d'énergie, des écrans, des capteurs, des semi - conducteurs, de l'aérospatiale, de l'armée, des matériaux composites, de la biomédecine et d'autres domaines connaîtront une croissance explosive.

Principaux instituts de recherche(société): Graphene technologies, angstron Materials, Graphene Square, forsman Technology, etc.

2. Aerogel

Percée: Porosité élevée, faible densité, poids léger, faible conductivité thermique et bonne isolation thermique. Tendance au développement: les nouveaux matériaux à fort potentiel ont un grand potentiel dans les domaines des économies d'énergie et de la protection de l'environnement, de l'isolation thermique, de l'électronique et de l'électronique, de la construction, etc.

Principaux instituts de recherche (société): fosman Technology, W.R. grace, Fuji silicia, Japon, etc.

3. Nanotubes de carbone

Percée:Haute conductivité électrique, haute conductivité thermique, module élastique élevé, haute résistance à la traction, etc.

Évolution:Électrodes pour dispositifs fonctionnels, supports catalytiques, capteurs, etc.

Principaux instituts de recherche (société): Youli, Dongli, Bayer Materials Science Co., Ltd., Mitsubishi viscose Co., Ltd., fusman Technology, Suzhou first element, etc.

4. Fullerene

Percée: Il possède des propriétés optiques linéaires et non linéaires et une supraconductivité alcaline - fullérène.

Évolution:À l'avenir, il aura d'importantes perspectives d'application dans les domaines des sciences de la vie, de la médecine, de l'astrophysique et d'autres domaines, et il devrait être appliqué aux dispositifs optoélectroniques tels que les convertisseurs optiques, la conversion des signaux et le stockage des données.

Principaux instituts de recherche (société): Michigan State University, Xiamen funa New Materials, etc.

5. Alliages amorphes

Percée: Haute résistance et ténacité, bonne perméabilité et faible perte magnétique, bonne fluidité du liquide.

Évolution: Utilisé pour les transformateurs à haute fréquence à faible perte, les éléments structuraux des équipements terminaux mobiles, etc.

Principaux instituts de recherche(société): Liquid Metal Technology Co., Ltd., Metal Research Institute of Chinese Academy of Sciences, BYD Co., Ltd., etc.

6. Mousse métallique

Percée: Poids léger, faible densité, porosité élevée et grande surface.

Évolution: Il peut remplacer le champ d'application où les matériaux inorganiques non métalliques ne peuvent pas être conducteurs. Il a un grand potentiel dans le domaine de l'isolation acoustique et de la réduction du bruit.

Principaux instituts de recherche (société): Alcoa, Rio Tinto, symat, Norsk Hydro, etc.

7. Liquides ioniques

Percée:Il présente les caractéristiques d'une grande stabilité thermique, d'une large gamme de températures liquides, d'un pH réglable, d'une polarité élevée et d'une forte capacité de coordination.

Évolution: Il a de vastes perspectives d'application dans les domaines de la chimie verte, de la biologie et de la catalyse.

Principaux instituts de recherche (société): Solvent innovation, BASF, Lanzhou Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Tongji University, etc.

8. Nanocellulose

Percée: Bonne biocompatibilité, rétention d'eau et stabilité du pH; Structure du réseau nanométrique, haute performance mécanique, etc.

Évolution: Il a de vastes perspectives d'application dans les domaines de la biomédecine, des agents de renforcement, de l'industrie du papier, de la purification, des aliments composés inorganiques conducteurs, des composés magnétiques industriels, etc.

Principaux instituts de recherche (société): cellu force (Canada), U.S. Forestry Service (USFDA), inventia (Suède), etc.

9. Nanopoint perovskite

Percée:La Perovskite nanométrique présente les avantages d'une Magnétorésistance géante, d'une conductivité ionique élevée, d'une oxydation catalytique et d'une réduction.

Évolution:À l'avenir, il a un grand potentiel dans les domaines de la catalyse, du stockage, des capteurs et de l'absorption de la lumière.

Principaux instituts de recherche (société): apry, Alfa aesar, etc.

10.3d documents imprimés

Percée: Changer le mode de transformation de l'industrie traditionnelle peut rapidement réaliser la formation de structures complexes, etc.

Évolution:La méthode de formage révolutionnaire a de vastes perspectives d'application dans le domaine du formage de structures complexes et du formage rapide.

Principaux instituts de recherche(société): object, 3dsystems, stratasys, Farsoon, etc.

11. Verre flexible

Percée:Changer les caractéristiques rigides et fragiles du verre traditionnel, réaliser l'innovation révolutionnaire de la flexibilité du verre.

Évolution: À l'avenir, il existe de vastes perspectives dans le domaine des dispositifs flexibles d'affichage et de pliage.

Principaux instituts de recherche(société): Corning Corporation, short Group, etc.

12. Matériaux d'auto - assemblage (auto - guérison)

Percée: Auto - assemblage des molécules de matériaux; "Renseignement"; Les méthodes de préparation des matériaux ont été modifiées afin de réaliser la formation spontanée d'une certaine forme et d'une certaine structure des matériaux eux - mêmes.

Évolution: La modification des méthodes traditionnelles de préparation et de réparation des matériaux offre de vastes perspectives dans les futurs domaines des dispositifs moléculaires, de l'ingénierie de surface et de la nanotechnologie.

Principaux instituts de recherche Harvard University et al.

13. Biodégradables

Percée: Il peut se dégrader naturellement et les matières premières proviennent de sources renouvelables, ce qui modifie la dépendance des plastiques traditionnels à l'égard des ressources fossiles comme le pétrole, le gaz naturel et le charbon et réduit la pollution de l'environnement.

Évolution:Il existe de vastes perspectives de remplacement des plastiques traditionnels à l'avenir.

Principaux instituts de recherche (société): natureworks, BASF, kaneka, etc.

14. Composites titane - carbone

Percée: Avec une résistance élevée, une faible densité et une excellente résistance à la corrosion, il offre des perspectives illimitées dans les domaines de l'aviation et de l'aviation civile.

Évolution: À l'avenir, il sera largement utilisé dans des environnements légers, à haute résistance et résistants à la corrosion.

Principaux instituts de recherche (société): Harbin University of Technology, etc.

15. Métamatériaux

Percée: Il a des propriétés physiques que les matériaux conventionnels n'ont pas, telles que la Perméabilité magnétique négative, la constante diélectrique négative, etc.

Évolution: Il a un potentiel illimité et révolutionnaire de changer le concept traditionnel de traitement basé sur les propriétés des matériaux et de concevoir les caractéristiques des matériaux en fonction des besoins futurs.

Principaux instituts de recherche (société): Boeing, kymeta, Shenzhen GAC Research Institute, etc.

16. Matériaux supraconducteurs

Percée: Dans l'état supraconducteur, la résistance du matériau est nulle, il n'y a pas de perte de courant, et le matériau montre l'anti - magnétisme dans le champ magnétique.

Évolution: À l'avenir, si l'on s'attend à une percée dans la technologie HTS, on s'attend à ce qu'elle résolve des problèmes tels que la perte de transmission de puissance, le chauffage des équipements électroniques et la nouvelle technologie verte de lévitation magnétique de transmission.

Principaux instituts de recherche(société): Sumitomo Corporation of Japan, German Brook Corporation, Chinese Academy of Sciences, etc.

17. Alliage de mémoire de forme

Percée: Après le préformage, la déformation forcée peut être rétablie dans certaines conditions, de sorte que la conception et l'application de la réversibilité de la déformation du matériau peuvent être réalisées.

Évolution: Il existe un grand potentiel dans les domaines des techniques spatiales, du matériel médical, du matériel électromécanique, etc.

Principaux instituts de recherche Il y a du nouveau matériel, etc.

18. Matériaux magnétostrictifs

Percée: Sous l'action du champ magnétique, il peut produire des propriétés de traction ou de compression et réaliser l'interaction entre la déformation du matériau et le champ magnétique.

Évolution: Il est largement utilisé dans les dispositifs de structure intelligents, les dispositifs d'amortissement des vibrations, la structure du transducteur, les moteurs de haute précision et d'autres domaines. Dans certaines conditions, ses performances sont meilleures que celles des céramiques piézoélectriques.

Principaux instituts de recherche (société): etrema Corporation of America, rare earth Products Corporation of UK, Sumitomo Light Metals Corporation of Japan, etc.

19. Matériaux fluides magnétiques (électriques)

Percée:À l'état liquide, il a non seulement la propriété magnétique du matériau magnétique solide, mais aussi la fluidité du liquide, et il a des caractéristiques et des applications que le matériau magnétique traditionnel n'a pas.

Évolution:Utilisé dans les domaines de l'étanchéité magnétique, de la réfrigération magnétique, de la pompe à chaleur magnétique et d'autres domaines, a changé la méthode traditionnelle d'étanchéité et de réfrigération.

Principaux instituts de recherche (société): Ata Applied Technology, Panasonic, etc.

20. Gel polymère intelligent

Percée: Il est capable de détecter les changements dans l'environnement environnant et de réagir, avec des caractéristiques de réponse semblables à celles des organismes vivants.

Évolution:The expansion-contraction cycle of smart polymer gels can be used for chemical valves, adsorption separation, sensors and memory materials; the power provided by the cycle is used to design "chemical engines"; the controllability of mesh is suitable for smart drug release systems Wait.

Main research institutions (companies): American and Japanese universities.