Ngành công nghiệp vật liệu là ngành công nghiệp cơ bản của nền kinh tế quốc dân và vật liệu mới là tiền thân cho sự phát triển của ngành công nghiệp vật liệu. Graphene, ống nano carbon, hợp kim vô định hình, bọt kim loại, chất lỏng ion... 20 vật liệu mới mở ra những cơ hội không giới hạn cho sự phát triển của ngành công nghiệp vật liệu. Hiện nay, cuộc cách mạng khoa học - kỹ thuật phát triển nhanh chóng, vật liệu mới, sản phẩm mới thay đổi từng ngày, nhịp bước nâng cấp ngành nghề tăng nhanh. Sự hội tụ của công nghệ vật liệu mới với công nghệ nano, công nghệ sinh học và công nghệ thông tin, sự hội tụ của cấu trúc và chức năng, xu hướng thông minh hóa vật liệu chức năng là rõ ràng. Bài viết này đã chọn 20 loại vật liệu mới dựa trên tiến trình nghiên cứu của các viện nghiên cứu và công ty nổi tiếng trong và ngoài nước, đánh giá truyền thông khoa học và công nghệ và nghiên cứu điểm nóng trong ngành. Dưới đây là chi tiết về các tài liệu liên quan (không theo thứ tự cụ thể). 1. Graphene Đột phá: Độ dẫn đặc biệt, điện trở suất cực thấp và di chuyển điện tử cực nhanh, mạnh hơn thép hàng chục lần và truyền ánh sáng tuyệt vời. Xu hướng phát triển: Giải Nobel Vật lý 2010 đã làm cho graphene trở nên rất phổ biến trong thị trường công nghệ và vốn trong những năm gần đây. Trong 5 năm tới, graphene sẽ được sử dụng trong các lĩnh vực như màn hình quang điện, chất bán dẫn, màn hình cảm ứng, thiết bị điện tử, pin lưu trữ năng lượng, màn hình, cảm biến, chất bán dẫn, hàng không vũ trụ, quân sự, vật liệu tổng hợp, y sinh và các lĩnh vực khác sẽ trải qua sự tăng trưởng bùng nổ. Viện nghiên cứu chính(Công ty): Công nghệ Graphene, Vật liệu Angstron, Quảng trường Graphene, Công nghệ Forsman, v.v. 2. Aerogel Đột phá: Độ xốp cao, mật độ thấp, trọng lượng nhẹ, dẫn nhiệt thấp, cách nhiệt tuyệt vời. Xu hướng phát triển: Các vật liệu mới với tiềm năng lớn có tiềm năng lớn trong các lĩnh vực như tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, bảo quản nhiệt, thiết bị điện tử, xây dựng. Viện nghiên cứu chính (Công ty): Fossman Technology, W.R. Grace, Công ty Fuji Silysia của Nhật Bản, v.v. 3. Ống nano carbon Đột phá:Độ dẫn điện cao, độ dẫn nhiệt cao, môđun đàn hồi cao, độ bền kéo cao, v.v. Xu hướng phát triển:Điện cực được sử dụng cho các thiết bị chức năng, chất mang xúc tác, cảm biến, v.v. Viện nghiên cứu chính (Công ty): Unidym, Ltd., Toray Industries, Ltd., Bayer Materials Science AG, Mitsubishi Rayon Co., Ltd., Forsman Technology, Suzhou First Element, v.v. 4. Fullerene Đột phá: Nó có tính chất quang học tuyến tính và phi tuyến tính, siêu dẫn fullerene kim loại kiềm, v.v. Xu hướng phát triển:Trong tương lai, nó sẽ có triển vọng quan trọng trong các lĩnh vực như khoa học đời sống, y học, vật lý thiên văn. Nó dự kiến sẽ được sử dụng trong các thiết bị quang điện như bộ chuyển đổi quang, chuyển đổi tín hiệu và lưu trữ dữ liệu. Viện nghiên cứu chính (Công ty): Đại học bang Michigan, vật liệu mới Xiamen Funa, v.v. 5. Hợp kim vô định hình Đột phá: Độ bền và độ dẻo dai cao, độ dẫn từ tuyệt vời và tổn thất từ thấp, dòng chảy chất lỏng tuyệt vời. Xu hướng phát triển: Máy biến áp mất mát thấp tần số cao, bộ phận cấu trúc thiết bị đầu cuối di động, v.v. Viện nghiên cứu chính(Công ty): GmbH, Viện nghiên cứu kim loại của Học viện Khoa học Trung Quốc, BYD GmbH, Ltd, v.v. 6. Kim loại bọt Đột phá: Trọng lượng nhẹ, mật độ thấp, độ xốp cao và diện tích bề mặt lớn. Xu hướng phát triển: Nó có tính dẫn điện và có thể thay thế các lĩnh vực ứng dụng trong đó vật liệu phi kim loại vô cơ không thể dẫn điện; Nó có tiềm năng rất lớn trong lĩnh vực cách âm và giảm tiếng ồn. Viện nghiên cứu chính (Công ty): Nhôm Canada (Alcoa), Rio Tinto, Symat, Hydro Na Uy, v.v. 7. Chất lỏng ion Đột phá:Nó có độ ổn định nhiệt cao, phạm vi nhiệt độ chất lỏng rộng, độ axit và kiềm có thể điều chỉnh, phân cực, khả năng phối hợp, v.v. Xu hướng phát triển: Nó có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực hóa chất xanh cũng như trong lĩnh vực sinh học và xúc tác. Viện nghiên cứu chính (Công ty): Đổi mới dung môi, BASF, Viện Vật lý Lan Châu, Học viện Khoa học Trung Quốc, Đại học Tongji, v.v. 8. Nano cellulose Đột phá: Khả năng tương thích sinh học tốt, khả năng giữ nước mạnh, phạm vi ổn định pH rộng; Cấu trúc mạng nano và tính năng cơ học cao, v.v. Xu hướng phát triển: Nó có triển vọng rộng lớn trong y sinh học, tăng cường, công nghiệp giấy, thực phẩm tổng hợp tinh khiết, dẫn điện và vô cơ, và các hợp chất từ tính công nghiệp. Viện nghiên cứu chính (Công ty): Cellu Force Canada, Cơ quan Lâm nghiệp Hoa Kỳ, Innventia Thụy Điển, v.v. 9. Nano điểm perovskite Đột phá: Perovskite điểm nano có những ưu điểm như sức đề kháng từ trường khổng lồ, độ dẫn ion cao, oxy hóa xúc tác và giảm. Xu hướng phát triển:Trong tương lai, nó có tiềm năng to lớn trong các lĩnh vực như xúc tác, lưu trữ, cảm biến và hấp thụ ánh sáng. Viện nghiên cứu chính (Công ty): Apry, AlfaEsar, v.v. 10. Vật liệu in 3D Đột phá: Thay đổi chế độ xử lý của ngành công nghiệp truyền thống, có thể nhanh chóng nhận ra sự hình thành của các cấu trúc phức tạp, v.v. Xu hướng phát triển:Phương pháp tạo hình mang tính cách mạng có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực tạo hình kết cấu phức tạp và gia công nhanh chóng. Viện nghiên cứu chính Nó được áp dụng trong các lĩnh vực như niêm phong từ tính, làm mát từ tính, bơm nhiệt từ tính, thay đổi cách làm lạnh niêm phong truyền thống và như vậy. Viện nghiên cứu chính (Công ty): ATA Applied Technology Corporation của Mỹ, Panasonic của Nhật Bản, v.v. 20. Gel polymer thông minh Đột phá: Nó có thể cảm nhận và phản ứng với những thay đổi trong môi trường xung quanh, có đặc điểm phản ứng giống như sinh vật sống. Xu hướng phát triển:Chu kỳ kính thiên văn của gel polymer thông minh có thể được sử dụng trong van hóa học, tách hấp phụ, cảm biến và vật liệu lưu trữ; Sức mạnh được cung cấp bởi chu kỳ được sử dụng để thiết kế "động cơ hóa học"; Khả năng kiểm soát của lưới phù hợp với hệ thống giải phóng thuốc thông minh, v.v. Viện nghiên cứu chính (Công ty): Các trường đại học ở Mỹ và Nhật Bản.

Xây dựng mô-đun được coi là một kỹ thuật lắp ráp trong lĩnh vực xây dựng. Các tòa nhà nhà chủ yếu được lắp ráp bằng các thành phần mô-đun đúc sẵn, có ưu điểm là lắp ráp linh hoạt, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, xây dựng đơn giản, v.v. Trong toàn bộ ngành công nghiệp xây dựng mô-đun, lợi thế của xây dựng mô-đun là tốc độ xây dựng nhanh, ít bị hạn chế bởi điều kiện khí hậu, tiết kiệm lao động và có thể cải thiện chất lượng xây dựng một cách hiệu quả. Trang chủ SiO2 Aerogel là một vật liệu rắn xốp nano có thành phần chính là các hạt siêu mịn. Vật liệu này có tính dẫn nhiệt thấp, mật độ thấp, diện tích bề mặt cụ thể lớn, độ xốp cao và kích thước hạt nhỏ, hiện được coi là vật liệu rắn nhẹ nhất. Do cấu trúc vật lý đặc biệt của aerogel, nó có khả năng chống cháy mạnh, cách nhiệt và các tính chất khác. Với nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng aerogel trong lĩnh vực xây dựng, vật liệu xây dựng mới của aerogel dần trở thành vật liệu hiệu suất cao "hứa hẹn nhất" trong lĩnh vực xây dựng. Ứng dụng xây dựng mô-đun Airgel Aerogel Low Carbon Nucleic Acid Sampling Cabin Dòng sản phẩm, thông qua hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời của vật liệu aerogel, có thể đạt được hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng và giảm 60% carbon, đồng thời đáp ứng tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy hạng A, làm cho công việc lấy mẫu axit nucleic an toàn hơn và hiệu quả hơn. Sơ đồ quy trình sản xuất Sử dụng tấm cách nhiệt không cháy hợp chất Airgel trong phòng lấy mẫu Lấy mẫu trần cabin bằng cách sử dụng lớp phủ phương tiện cách nhiệt aerogel Tấm trần cabin lấy mẫu với lớp phủ trung bình cách nhiệt Airgel+tấm cách nhiệt không cháy composite Airgel Aerogel Composite Tấm cách nhiệt không cháy Lấy mẫu Cabin Sandwich Panel Ứng dụng xây dựng mô-đun Airgel Aerogel Vật liệu xây dựng mới NO1. Tấm cách nhiệt không cháy tổng hợp Airgel Cách nhiệt tường bên ngoài - (khu vực nóng vào mùa hè, lạnh vào mùa đông, v.v.) Tấm cách nhiệt không cháy composite aerogel là tấm cách nhiệt không cháy được hình thành bằng cách thêm bột aerogel silica và các chất độn khác, phối hợp với một số lượng nhỏ các hạt polystyrene và vật liệu vô cơ. Nó được sử dụng để xây dựng cách nhiệt tường, cách nhiệt tường bên ngoài, cách nhiệt mái nhà xây dựng, thép màu và bảng điều khiển bánh sandwich mái, v.v. Vật liệu cách nhiệt hữu cơ truyền thống (chẳng hạn như bảng EPS, bảng XPS và bảng polystyrene, v.v.), mức độ cháy cao nhất chỉ có thể đạt đến mức B1, ứng dụng trong xây dựng bị hạn chế, vật liệu dễ bị lão hóa trong điều kiện tự nhiên, trong khi vật liệu composite aerogel không cháy. Mức độ cháy của bảng cách nhiệt có thể đạt đến mức A, hiệu quả chống cháy tốt. Vật liệu cách nhiệt vô cơ truyền thống (như len thủy tinh, tấm len đá, v.v.) chứa chất xơ, không thân thiện với người lao động trong quá trình xây dựng, sản phẩm có độ cứng kém, dễ hấp thụ nước, gây phồng rộp, rơi ra và các vấn đề khác, trong khi tấm cách nhiệt không cháy composite aerogel thuộc về các sản phẩm bảo vệ môi trường carbon thấp, lượng khí thải carbon chỉ bằng 60% len đá, sản phẩm có độ cứng nhất định, chất nền không chứa chất xơ, không gây hại cho cơ thể con người. Ưu điểm cụ thể như sau: (1) Độ dẫn nhiệt thấp đến 0,043W/(m * K); b) Phòng cháy chữa cháy cấp A thực sự; (3) Sản phẩm có cấu trúc lỗ kín, hấp thụ nước thấp; (4) Tuổi thọ dài, chống lão hóa; (5) Tính chất cơ học tốt. NO2. Hệ thống sơn cách nhiệt Airgel Cách nhiệt tường ngoài - (khu vực mùa hè nóng mùa đông ấm, mùa hè nóng mùa đông lạnh) Nó là một hệ thống sơn cách nhiệt aerogel bao gồm lớp phủ, lớp lót và lớp hoàn thiện trong cách nhiệt aerogel. Nó có lợi thế về cách nhiệt, trọng lượng nhẹ, an toàn và chống cháy, bảo vệ môi trường và tuổi thọ dài. Có thể được áp dụng cho việc cải tạo tiết kiệm năng lượng mặt tiền và mái nhà của tòa nhà. Sản phẩm có những ưu điểm như độ dày mỏng, hiệu quả giữ nhiệt tốt, trọng lượng nhẹ, an toàn và bảo vệ môi trường. Nó có thể làm giảm hiệu quả tiêu thụ năng lượng của tòa nhà. Đặc biệt, so với vật liệu cách nhiệt truyền thống, nó có lợi thế rõ ràng về độ dày, xây dựng thuận tiện và an toàn. (1) Hiện nay, các yêu cầu về tiết kiệm năng lượng xây dựng ngày càng nghiêm ngặt. Lấy các yêu cầu của GBT50378-2019 "Tiêu chuẩn đánh giá công trình xanh" làm ví dụ, các tòa nhà 2 và 3 sao yêu cầu hiệu suất nhiệt của các cấu trúc bao vây tăng lần lượt 10% và 20%. Những hạn chế của việc đáp ứng các yêu cầu tiết kiệm năng lượng bằng cách làm dày lớp cách nhiệt bên ngoài tường bên ngoài dần dần hiện ra, chẳng hạn như nứt và đổ lớp cách nhiệt bên ngoài, rò rỉ nhiệt bên ngoài và cháy thường xuyên tại các công trường xây dựng cách nhiệt bên ngoài. (2) Theo yêu cầu nhiệt của các vùng khí hậu khác nhau, việc lựa chọn vật liệu cách nhiệt phù hợp không chỉ có thể đạt được mục đích tiết kiệm năng lượng và cách nhiệt, mà còn có thể kéo dài tuổi thọ của tòa nhà. Trong khu vực mùa hè nóng và mùa đông ấm áp, để đáp ứng các yêu cầu tiết kiệm năng lượng, các viện thiết kế thường thiết kế và sử dụng vữa cách nhiệt vi hạt thủy tinh 30mm~40mm trên tường bên ngoài để đáp ứng các yêu cầu thiết kế tiết kiệm năng lượng. (3) Ngược lại, sức đề kháng nhiệt của hệ thống sơn cách nhiệt aerogel 2mm có thể thay thế hoàn toàn vữa cách nhiệt microbead 40mm để thiết kế tiết kiệm năng lượng. Đồng thời, so với hệ thống thạch cao mỏng cách nhiệt bên ngoài tường ngoài của tấm polybenzen truyền thống, hệ thống sơn cách nhiệt aerogel có ưu điểm là tích hợp cách nhiệt và trang trí, xây dựng đơn giản. Nó có thể giải quyết vấn đề dễ dàng thất bại hấp thụ nước và lớp cách nhiệt rơi ra khỏi tấm cách nhiệt truyền thống. NO.3 Màng cách nhiệt không thấm nước Airgel Màng cách nhiệt không thấm nước Airgel là một vật liệu tích hợp cách nhiệt không thấm nước. Nó bao gồm màng nhôm phản xạ+lớp cách nhiệt aerogel+chất nền chống thấm tự dính+vật liệu màng phát hành. Sản phẩm này có ưu điểm là không thấm nước, chống nắng, cách nhiệt và làm mát, xây dựng thuận tiện, tuổi thọ cao, chống cháy tốt, chịu nhiệt tốt, độ bền liên kết cao, bảo vệ môi trường xanh, v.v. Một là giải quyết hai vấn đề lớn là chống thấm và cách nhiệt như mái kim loại và mái nhà xây dựng bị rò rỉ. Lợi thế ứng dụng: Chống tia cực tím, cách ly bức xạ nhiệt mặt trời Lá nhôm trên lớp bề mặt có khả năng chống lão hóa UV và cách nhiệt tốt. Cấu trúc đơn giản Dễ sử dụng, nó có thể được liên kết trực tiếp sau khi làm sạch bề mặt mái của tòa nhà; Xây dựng đơn giản, vận hành an toàn, thời gian xây dựng ngắn, hiệu quả cao, không cần bảo trì sau khi hình thành. Độ bền liên kết cao Độ bền liên kết tăng 80% so với cuộn tự dính thông thường. Thời gian liên kết càng lâu, hiệu quả liên kết càng tốt. Lớp chống thấm linh hoạt có thể thích nghi với sự giãn nở nhiệt và biến dạng co của mái nhà và biến dạng của tải trọng gió. Nó có một loạt các ứng dụng và có thể được liên kết chặt chẽ với các bề mặt dựa trên xi măng và các bề mặt kim loại khác nhau. Độ bền kéo cao, độ giãn dài lớn, khả năng thích ứng cao với sự co rút, biến dạng và nứt cơ sở.

Trường hợp