Vật liệu mới tiềm năng trong tương lai

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.