วัสดุใหม่ที่มีศักยภาพในอนาคต

อุตสาหกรรมวัสดุเป็นอุตสาหกรรมพื้นฐานของเศรษฐกิจของประเทศวัสดุใหม่เป็นผู้นำในการพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุ กราฟีน, ท่อนาโนคาร์บอน, โลหะผสมอสัณฐาน, โฟมโลหะ, ของเหลวไอออนิก ... 20 วัสดุใหม่นำโอกาสที่ไม่มีที่สิ้นสุดสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุ

วันนี้การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีได้พัฒนาอย่างรวดเร็ววัสดุใหม่ผลิตภัณฑ์ใหม่เปลี่ยนแปลงไปในแต่ละวันการอัพเกรดอุตสาหกรรมและการเปลี่ยนวัสดุเร่งขึ้น การผสมผสานของเทคโนโลยีวัสดุใหม่และนาโนเทคโนโลยีชีวภาพและเทคโนโลยีสารสนเทศการผสมผสานของโครงสร้างและฟังก์ชั่นแนวโน้มของความฉลาดของวัสดุที่ใช้งานได้ชัดเจน

บทความนี้เลือกวัสดุใหม่ 20 ตามความก้าวหน้าในการวิจัยของสถาบันวิจัยและ บริษัท ที่มีชื่อเสียงในประเทศและต่างประเทศบทวิจารณ์สื่อวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและการวิจัยฮอตสปอตในอุตสาหกรรม ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดของวัสดุที่เกี่ยวข้อง (ไม่แบ่งลำดับ)

1. กราฟีน

ความก้าวหน้า: การนำไฟฟ้าที่ไม่ธรรมดาความต้านทานต่ำมากและการโยกย้ายทางอิเล็กทรอนิกส์ที่รวดเร็วมากซึ่งแข็งแกร่งกว่าเหล็กหลายสิบเท่าและมีการส่งผ่านแสงที่ยอดเยี่ยม

แนวโน้มการพัฒนา: รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2010 ทำให้กราฟีนได้รับความนิยมอย่างมากในตลาดเทคโนโลยีและตลาดทุนในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในอีกห้าปีข้างหน้า graphene จะถูกนำไปใช้ในด้านของจอแสดงผล optoelectronics, เซมิคอนดักเตอร์, หน้าจอสัมผัส, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์, แบตเตอรี่เก็บพลังงาน, จอแสดงผล, เซ็นเซอร์, เซมิคอนดักเตอร์, การบินและอวกาศ, ทหาร, วัสดุคอมโพสิต, ชีวการแพทย์และอื่น ๆ และจะแสดงการเติบโตอย่างรวดเร็ว

สถาบันวิจัยหลัก(บริษัท): Graphene Technologies, Anchuang Materials, Graphene Plaza, Forsman Technology เป็นต้น

2. แอโรเจล

ความก้าวหน้า: ความพรุนสูงความหนาแน่นต่ำน้ำหนักเบาการนำความร้อนต่ำฉนวนกันความร้อนที่ดีเยี่ยม แนวโน้มการพัฒนา: วัสดุใหม่ที่มีศักยภาพสูงมีศักยภาพสูงในการประหยัดพลังงานและการปกป้องสิ่งแวดล้อมฉนวนกันความร้อนและฉนวนกันความร้อนเครื่องใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์การก่อสร้างและสาขาอื่น ๆ

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): Forsman Technologies, WR Grace, Fuji Silysia Corporation ประเทศญี่ปุ่น ฯลฯ

3. ท่อนาโนคาร์บอน

ความก้าวหน้า:การนำไฟฟ้าสูงการนำความร้อนสูงโมดูลัสความยืดหยุ่นสูงความต้านทานแรงดึงสูง ฯลฯ

แนวโน้มการพัฒนา:อิเล็กโทรดสำหรับอุปกรณ์ทำงานผู้ให้บริการตัวเร่งปฏิกิริยาเซ็นเซอร์ ฯลฯ

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): Unidym, Inc. , Toray Industries, Inc. , Bayer Materials Science AG, Mitsubishi Rayon Co. , Ltd. Forsman Technologies, Suzhou First Element เป็นต้น

4. ฟูลเลอรีน

ความก้าวหน้า: มีคุณสมบัติทางแสงเชิงเส้นและไม่เชิงเส้น, โลหะอัลคาไล fullerene ตัวนำยิ่งยวด ฯลฯ

แนวโน้มการพัฒนา:ในอนาคตจะมีโอกาสสำคัญในด้านวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตการแพทย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์และอื่น ๆ คาดว่าจะใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เช่นตัวแปลงแสงการแปลงสัญญาณและการจัดเก็บข้อมูล

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): มหาวิทยาลัยรัฐมิชิแกนเซียะเหมิ Funer วัสดุใหม่ ฯลฯ

5. โลหะผสมอสัณฐาน

ความก้าวหน้า: ความแข็งแรงและความเหนียวสูงการซึมผ่านที่ดีเยี่ยมและการสูญเสียแม่เหล็กต่ำการไหลของของเหลวที่ดีเยี่ยม

แนวโน้มการพัฒนา: ใช้สำหรับหม้อแปลงความถี่สูงและสูญเสียต่ำชิ้นส่วนโครงสร้างของอุปกรณ์เทอร์มินัลมือถือ ฯลฯ

สถาบันวิจัยหลัก(บริษัท): จำกัด (มหาชน), สถาบันวิจัยโลหะ Chinese Academy of Sciences, BYD Co. , Ltd. ฯลฯ

6. โฟมโลหะ

ความก้าวหน้า: น้ำหนักเบาความหนาแน่นต่ำความพรุนสูงและพื้นที่ผิวขนาดใหญ่

แนวโน้มการพัฒนา: ด้วยการนำไฟฟ้าสามารถแทนที่พื้นที่ใช้งานที่วัสดุอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ มีศักยภาพสูงในด้านฉนวนกันเสียงและลดเสียงรบกวน

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): Alcan (Alcoa), Rio Tinto, Symat, Norsk Hydro ฯลฯ

7. ของเหลวไอออนิก

ความก้าวหน้า:มีเสถียรภาพทางความร้อนสูงช่วงอุณหภูมิของเหลวกว้างความเป็นกรดและความเป็นด่างขั้วความสามารถในการผสมพันธุ์ที่ปรับได้ ฯลฯ

แนวโน้มการพัฒนา: มันมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในด้านเคมีสีเขียวเช่นเดียวกับชีววิทยาและการเร่งปฏิกิริยา

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): นวัตกรรมตัวทำละลาย BASF หลานโจวสถาบันฟิสิกส์ สถาบันวิทยาศาสตร์จีน Tongji มหาวิทยาลัย ฯลฯ

8. นาโนเซลลูโลส

ความก้าวหน้า: ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีการกักเก็บน้ำความเสถียรของ pH ที่หลากหลาย โครงสร้างเครือข่ายนาโนสมบัติเชิงกลสูง ฯลฯ

แนวโน้มการพัฒนา: มันมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างในด้านชีวการแพทย์, สารเสริมแรง, การทำกระดาษ, การทำให้บริสุทธิ์, สารประกอบอนินทรีย์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า, สารประกอบแม่เหล็กอุตสาหกรรม ฯลฯ

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): Cellu Force (แคนาดา), US Forest Agency (USFA), Innventia (สวีเดน) ฯลฯ

9. นาโนจุด perovskite

ความก้าวหน้า: Nano-point perovskite มีความต้านทานแม่เหล็กขนาดใหญ่การนำไฟฟ้าสูงออกซิเจนตัวเร่งปฏิกิริยาและการลด

แนวโน้มการพัฒนา:ในอนาคตมันมีศักยภาพที่ดีในด้านตัวเร่งปฏิกิริยาการจัดเก็บเซ็นเซอร์และการดูดซับแสง

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): Apry, AlfaAesar ฯลฯ

10. วัสดุการพิมพ์ 3 มิติ

ความก้าวหน้า: เปลี่ยนวิธีการประมวลผลของอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมได้อย่างรวดเร็วสามารถบรรลุการก่อตัวของโครงสร้างที่ซับซ้อนและอื่น ๆ

แนวโน้มการพัฒนา:วิธีการปฏิวัติการปั้นมีอนาคตที่กว้างขวางในด้านการขึ้นรูปโครงสร้างที่ซับซ้อนและการขึ้นรูปอย่างรวดเร็ว

สถาบันวิจัยหลัก(บริษัท): Object, 3DSystems, Stratasys, Farsoon ฯลฯ

11. กระจกยืดหยุ่น

ความก้าวหน้า:เปลี่ยนคุณสมบัติของกระจกแบบดั้งเดิมที่แข็งเปราะบางนวัตกรรมการปฏิวัติของความยืดหยุ่นของกระจก

แนวโน้มการพัฒนา: ในอนาคตพื้นที่แสดงผลที่ยืดหยุ่นและอุปกรณ์พับเก็บได้มีโอกาสกว้าง

สถาบันวิจัยหลัก(บริษัท): Corning Corporation, Short Group ฯลฯ

12. วัสดุประกอบตัวเอง (รักษาตัวเอง)

ความก้าวหน้า: การประกอบตัวเองของโมเลกุลวัสดุเพื่อให้บรรลุ "ความฉลาด" ของวัสดุตัวเองเปลี่ยนวิธีการเตรียมวัสดุที่ผ่านมาและตระหนักถึงการก่อตัวของรูปร่างและโครงสร้างบางอย่างที่เกิดขึ้นเองของวัสดุ

แนวโน้มการพัฒนา: เปลี่ยนวิธีการแบบดั้งเดิมของการเตรียมวัสดุและการซ่อมแซมวัสดุในอนาคตมีอนาคตที่กว้างขวางในด้านอุปกรณ์โมเลกุลวิศวกรรมพื้นผิวและนาโนเทคโนโลยี

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ฯลฯ

13. พลาสติกชีวภาพที่ย่อยสลายได้

ความก้าวหน้า: สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ และวัตถุดิบก็มาจากทรัพยากรหมุนเวียน เปลี่ยนการพึ่งพาทรัพยากรฟอสซิลจากพลาสติกแบบเดิมๆ เช่น น้ำมัน ก๊าซ และถ่านหิน ลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

แนวโน้มการพัฒนา:มีอนาคตกว้างไกลในการทดแทนพลาสติกแบบเดิมในอนาคต

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): Natureworks, Basf, Kaneka ฯลฯ

14. ไทเทเนียมคาร์บอนคอมโพสิต

ความก้าวหน้า: มีความแข็งแรงสูงความหนาแน่นต่ำและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและมีโอกาสที่ไม่มีที่สิ้นสุดในด้านการบินและพลเรือน

แนวโน้มการพัฒนา: ในอนาคตมีการใช้งานที่มีศักยภาพในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำหนักเบามีความแข็งแรงสูงทนต่อการกัดกร่อน ฯลฯ

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): ฮาร์บินมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีและอื่น ๆ

15. วัสดุพิเศษ

ความก้าวหน้า: มันมีคุณสมบัติทางกายภาพที่ไม่ได้มีวัสดุแบบดั้งเดิมเช่นการซึมผ่านของแม่เหล็กเชิงลบค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเชิงลบและอื่น ๆ

แนวโน้มการพัฒนา: เปลี่ยนแนวคิดดั้งเดิมของการแปรรูปตามคุณสมบัติของวัสดุ ออกแบบคุณสมบัติของวัสดุให้สอดคล้องกับความต้องการของอนาคต ด้วยศักยภาพและการปฏิวัติที่ไร้ขีดจำกัด

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): โบอิ้ง Kymeta เซินเจิ้น Guangqi สถาบันวิจัย ฯลฯ

16. วัสดุตัวนำยิ่งยวด

ความก้าวหน้า: ในสถานะตัวนำยิ่งยวดวัสดุมีความต้านทานเป็นศูนย์ไม่มีการสูญเสียกระแสไฟฟ้าและวัสดุแสดงการต่อต้านแม่เหล็กในสนามแม่เหล็ก

แนวโน้มการพัฒนา: ในอนาคตหากเทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวดที่มีอุณหภูมิสูงคาดว่าจะบรรลุความก้าวหน้าคาดว่าจะแก้ปัญหาการสูญเสียการส่งความร้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เทคโนโลยีการส่งแม่เหล็กแบบใหม่สีเขียว

สถาบันวิจัยหลัก(บริษัท): Sumitomo Japan, Brooke Germany, Chinese Academy of Sciences เป็นต้น

17. รูปร่างหน่วยความจำโลหะผสม

ความก้าวหน้า: หลังจาก preform หลังจากถูกบังคับให้เสียรูปโดยสภาพภายนอกสภาพเดิมสามารถกลับสู่สภาพเดิมได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการเพื่อให้การออกแบบและการประยุกต์ใช้ความสามารถในการเปลี่ยนรูปของวัสดุ

แนวโน้มการพัฒนา: มีศักยภาพสูงในด้านเทคโนโลยีการบินและอวกาศอุปกรณ์การแพทย์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชิงกล ฯลฯ

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): มีวัสดุใหม่และอื่น ๆ

18. วัสดุแม่เหล็ก

ความก้าวหน้า: ภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กมันสามารถสร้างลักษณะของการยืดตัวหรือการบีบอัดเพื่อให้บรรลุปฏิสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนรูปของวัสดุกับสนามแม่เหล็ก

แนวโน้มการพัฒนา: มันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์โครงสร้างอัจฉริยะ, อุปกรณ์ดูดซับแรงกระแทก, โครงสร้างตัวแปลงสัญญาณ, มอเตอร์ความแม่นยำสูงและสาขาอื่น ๆ ประสิทธิภาพจะดีกว่าเซรามิค piezoelectric ภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): American ETREMA Corporation, UK Rare Earth Products Corporation, Sumitomo Light Metal Corporation ประเทศญี่ปุ่น ฯลฯ

19. วัสดุของเหลวแม่เหล็ก (ไฟฟ้า)

ความก้าวหน้า:ภายใต้ของเหลวมันมีทั้งแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กที่เป็นของแข็งและการไหลของของเหลวที่มีคุณสมบัติและการใช้งานที่ไม่มีโดยวัสดุร่างกายแม่เหล็กแบบดั้งเดิม

แนวโน้มการพัฒนา: มันถูกนำไปใช้กับการปิดผนึกแม่เหล็ก, เครื่องทำความเย็นแม่เหล็ก, ปั๊มความร้อนแม่เหล็กและสาขาอื่น ๆ มันเปลี่ยนวิธีการแบบดั้งเดิมของการทำความเย็นปิดผนึก ฯลฯ

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): American ATA Application Technologies Corporation, Panasonic Electric Japan เป็นต้น

20. สมาร์ทโพลิเมอร์เจล

ความก้าวหน้า: สามารถรับรู้การเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมโดยรอบและตอบสนองได้,มีลักษณะการตอบสนองคล้ายสิ่งมีชีวิต

แนวโน้มการพัฒนา:การขยายตัว - การหดตัวของวงจรของเจลพอลิเมอร์อัจฉริยะสามารถใช้สำหรับวาล์วเคมีการแยกการดูดซับเซ็นเซอร์และวัสดุจัดเก็บ พลังงานที่ได้รับจากรอบการออกแบบ "เครื่องยนต์เคมี"; การควบคุมของตาข่ายเหมาะสำหรับระบบปล่อยยาอัจฉริยะ

สถาบันวิจัยหลัก (บริษัท): มหาวิทยาลัยในสหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น