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未來十大具有潛力新材料
发布时间:2021-07-06 14:29 | 浏览次数:


  在現代社會石墨烯或能做到“徹底改變21世紀”。據有關專家分析,用石墨烯材料取代矽,計算機處理器的處理速度或將提升數百倍

  《新材料産業“十二五”規劃》爲許多材料在中國的發展指明了方向,並推出了十大具有創新潛力的新材料,包括:石墨烯、碳纖維、輕型合金、碳納米管、超導材料、半導體材料、功能薄膜、智能材料、生物材料、特種玻璃。

  【石墨烯】

石墨烯

  石墨烯是目前發現的一種新型納米材料。石墨烯被人們稱爲“黑金”,被譽爲“新材料之王”,有些科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀。”

  然而一個有趣的現象是,石墨烯的誕生並不是什麽“高大上”的科學技術,而是由英國曼徹斯特大學的兩位科學家用透明膠帶從石墨晶體上一層層“粘”出來的。

  石墨烯目前具有潛力的應用是替代矽用來制造計算機。據有關專家分析,用石墨烯取代矽材料,新型計算的處理性能將會提升數百倍。近日,美國麻省理工學院的科學家通過實驗發現,在一定情況下,石墨烯能夠被轉化成具有獨特功能的拓撲絕緣體材料。若這一研究走進制造業,有望帶來一種制造量子計算機的新型方法。

  其次,石墨烯能促進超級電容器、锂離子電池的發展。據有關資料顯示,元件中加入石墨烯材料,其電池容量能擴充5倍以上,並且在電池中加入石墨烯能大幅度提高導電性能。

  【碳纖維】

碳纤维

  隨著國家對低碳環保産業的大力推行,碳纖維産品的需求量也將不斷攀升。碳纖維強度大、密度低、耐老化、線膨脹系數小等特性使之在飛機制造等軍工領域、汽車和醫療器械等工業領域、高爾夫球棒和自行車等體育休閑領域備受追捧。

  在十八屆三種全會改革軍隊和國家安全機構的決定,加大了采購國防裝備和安防設備的預期,這爲碳纖維行業的發展帶來了新的契機。中國軍事領域對碳纖維的需求一直很大,作爲現代戰略武器制造必不可少的新材料之一,碳纖維及其複合材料在軍工裝備領域大量用于戰略導彈、隱身戰機、現代艦艇以及非殺傷性武器等方面的制造。

  【輕型合金】

轻型合金

  國家十二五期間,中國將重點發展新型高強輕型合金材料。該領域工程目標爲,到2015年,關鍵新合金品種開發取得重大進展,形成高端鋁合金材制造30萬噸、高端钛合金材2萬噸、高強鎂合金壓鑄及型材和板材15萬噸的生産能力。而2014年,是高強輕型合金達到該工程目標的管件年,其沖刺成果顯著。

  钛合金,是一種在現代高端科技武器中占據重要位置的輕型合金。

  據有關資料顯示,近年來在軍用飛機制造中钛金屬材料合計占用比例達到25%,而F-22戰機中钛合金所占比例更是高達41%。钛金屬具有高強度、高密度、延展性好、耐酸堿、耐腐蝕、無磁性等優越性能,被廣泛應用于航空航天、化工、石油、電力等領域。

  除了钛合金之外,輕型合金還主要包括鋁合金和鎂合金等類別。鋁合金使用時間較早,如今普及程度也很高,在汽車、輪船等領域也經常出現。

  而镁合金更是现今金属中质量比较轻的材料,是实现凯时首页地址的重要途径之一。

  【碳納米管】

碳纳米管

  碳納米管是一種種納米材料,其重量輕、六邊形結構,具有衆多優異的力學、化學、物理學性能。

  碳納米管除了用于模具,在內部填充金屬、氧化物等所需物質外,還可用于納米結構電子器件、熱電材料、電池電極材料、低溫高靈敏度傳感器,生物分子載體、催化劑載體等領域的生産制造。

  【超導材料】

  超導材料是在特殊溫度下,電阻消失的所需材料。生活中超導材料並不罕見,如鋁、鈣、硫、磷等材料都具有超導特性,只是實現這些材料超導性的條件比較苛刻。

  【半導體材料】

  今日,數字家居以及物聯網的崛起促使了半導體産業的蓬勃發展。據有關咨詢公司數據,2013年,家電半導體市場所需材料增幅達到12%,規模更是達到26億美元,而去年這一數字爲23億美元。

  【功能薄膜】

  功能薄膜是先進高分子材料,産品種類衆多,應用領域很廣,在國家戰略新興産業中扮演著重要角色。目前,被人們看好的功能薄膜主要有光學薄膜、光伏薄膜、锂電池隔膜、水處理滲透膜、高阻隔包裝膜等材料。

  【智能材料】

  你能想象有一天手機放在口袋裏自己就能充電的場景嗎,今日英國的科學家們利用智能材料就可以滿足人們的這一願望。

  2014年上半年,英國某大學和手機公司合作研發了一種便捷式充電器,只要將手機與口袋裏的專用接頭連接就可以充電。而該短褲是用智能面料聚合泡沫物料制作而成,它的作用能將人體運動時産能的能量轉化爲電能。

  【生物材料】

  在21世紀生物材料主要運用在醫學領域,現在利用生物學材料可以生産出了大腦以外的所有人體器官。在市場上已經出現的有的産品包括人工眼角膜、心髒支架、心髒起搏器、人工硬腦膜等。

  【特種玻璃】

  特種玻璃包括光伏玻璃和超薄玻璃,在十三五規劃的推動下也將迎來新的發展契機。隨著移動設備産業的普及發展,人們對高性能玻璃的需求量也在增大,如用于顯示屏的平面玻璃,用于光折射的傳導玻璃等

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