新型材料是指新出現(xiàn)的或正在發(fā)展中的,具有傳統(tǒng)材料所不具備的優(yōu)異性能和特殊功能的材料;或采用新技術(shù)(工藝、裝備),使傳統(tǒng)材料性能有明顯提高或產(chǎn)生新功能的材料。
一般認(rèn)為滿足高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的一些關(guān)鍵材料也屬于新材料的范疇。
1、信息材料
電子信息材料及產(chǎn)品支撐著現(xiàn)代通信,計(jì)算機(jī)。信息網(wǎng)絡(luò)。微機(jī)械智能系統(tǒng)。工業(yè)自動(dòng)化和家電等現(xiàn)代高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。電子信息材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和技術(shù)水平。在國民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位。是科技創(chuàng)新和國際競爭最為激烈的材料領(lǐng)域。
2、能源材料
全球范圍內(nèi)能源消耗在持續(xù)增長,80%的能源來自于化石燃料,從長遠(yuǎn)來看,需要沒有污染和可持續(xù)發(fā)展的新型能源來代替所有化石燃料,未來的清潔能源包括氫能,太陽能,風(fēng)能,核聚變能等。解決能源問題的關(guān)鍵是能源材料。
3、生物材料
生物材料是和生命系統(tǒng)結(jié)合,用以診斷,治療或替換機(jī)體組織,器官或增進(jìn)其功能的材料。它涉及材料,醫(yī)學(xué),物理,生物化學(xué)及現(xiàn)代高技術(shù)等諸多學(xué)科領(lǐng)域,已成為21世紀(jì)主要支柱產(chǎn)業(yè)之一。
4、汽車材料
汽車用材在整個(gè)材料市場中所占的比例很小,但是屬于技術(shù)要求高,技術(shù)含量高,附加值高的三高產(chǎn)品,代表了行業(yè)的最高水平。
5、納米材料與技術(shù)
納米材料及技術(shù)將成為第5次推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域快速發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù),21世紀(jì)前20年將是納米材料與技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。
6、超導(dǎo)材料與技術(shù)
超導(dǎo)材料與技術(shù)是21世紀(jì)具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù),廣泛用于能源,醫(yī)療,交通,科學(xué)研究及國防軍工等重大領(lǐng)域。超導(dǎo)材料的應(yīng)用主要取決于材料本身性能及其制備技術(shù)的發(fā)展。
7、稀土材料
稀土材料是利用稀土元素優(yōu)異的磁,光,電等特性開發(fā)出的一系列不可取代的,性能優(yōu)越的新材料。稀土材料被廣泛應(yīng)用于冶金機(jī)械,石油化工,輕工農(nóng)業(yè),電子信息,能源環(huán)保,國防軍工等多個(gè)領(lǐng)域,是當(dāng)今世界各國改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),發(fā)展高新技術(shù)和國防尖端技術(shù)不可缺少的戰(zhàn)略物資。
8、新型鋼鐵材料
鋼鐵材料是重要的基礎(chǔ)材料,廣泛應(yīng)用于能源開發(fā),交通運(yùn)輸,石油化工,機(jī)械電力,輕工紡織,醫(yī)療衛(wèi)生,建筑建材,家電通訊,國防建設(shè)以及高科技產(chǎn)業(yè),并具有較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。
9、新型有色金屬合金材料
主要包括鋁,鎂,鈦等輕金屬合金以及粉末冶金材料,高純金屬材料等。
10、新型建筑材料
新型建筑材料主要包括新型墻體材料,化學(xué)建材,新型保溫隔熱材料,建筑裝飾裝修材料等。國際上建材的趨勢正向環(huán)保,節(jié)能,多功能化方向發(fā)展。
11、新型化工材料
化工材料在國民經(jīng)濟(jì)中有著重要地位,在航空航天,機(jī)械,石油工業(yè),農(nóng)業(yè),建筑業(yè),汽車,家電,電子,生物醫(yī)用行業(yè)等都起著重要的作用。
12、生態(tài)環(huán)境材料
生態(tài)環(huán)境材料是在人類認(rèn)識到生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要戰(zhàn)略意義和世界各國紛紛走可持續(xù)發(fā)展道路的背景下提出來的,一般認(rèn)為生態(tài)環(huán)境材料是具有滿意的使用性能同時(shí)又被賦予優(yōu)異的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。
13、新材料
軍工材料對國防科技,國防力量的強(qiáng)弱和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要推動(dòng)作用,是武器裝備的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo),是決定武器裝備性能的重要因素,也是拓展武器裝備新功能和降低武器裝備全壽命費(fèi)用,取得和保持武器裝備競爭優(yōu)勢的原動(dòng)力。
1、紡織業(yè);
2、石油加工及煉焦業(yè);
3、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè);
4、化學(xué)纖維制造業(yè);
5、橡膠制品業(yè);
6、塑料制品業(yè);
7、非金屬礦物制品業(yè);
8、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè);
9、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè);
10、金屬制品業(yè);
11、醫(yī)用材料及醫(yī)療制品業(yè);
12、電工器材及電子元器件制造業(yè)等。
1、石墨烯
突破性:非同尋常的導(dǎo)電性能、極低的電阻率極低和極快的電子遷移的速度、超出鋼鐵數(shù)十倍的強(qiáng)度和極好的透光性。
發(fā)展趨勢:2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)造就近年技術(shù)和資本市場石墨烯炙手可熱,未來5年將在光電顯示、半導(dǎo)體、觸摸屏、電子器件、儲(chǔ)能電池、顯示器、傳感器、半導(dǎo)體、航天、軍工、復(fù)合材料、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域?qū)⒈l(fā)式增長。
2、氣凝膠
突破性:高孔隙率、低密度質(zhì)輕、低熱導(dǎo)率,隔熱保溫特性優(yōu)異。
發(fā)展趨勢:極具潛力的新材料,在節(jié)能環(huán)保、保溫隔熱電子電器、建筑等領(lǐng)域有巨大潛力。
3、碳納米管
突破性:高電導(dǎo)率、高熱導(dǎo)率、高彈性模量、高抗拉強(qiáng)度等。
發(fā)展趨勢:功能器件的電極、催化劑載體、傳感器等。
4、富勒烯
突破性:具有線性和非線性光學(xué)特性,堿金屬富勒烯超導(dǎo)性等。
發(fā)展趨勢:未來在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、天體物理等領(lǐng)域有重要前景,有望用在光轉(zhuǎn)換器、信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等光電子器件上。
5、非晶合金
突破性:高強(qiáng)韌性、優(yōu)良的導(dǎo)磁性和低的磁損耗、優(yōu)異的液態(tài)流動(dòng)性。
發(fā)展趨勢:在高頻低損耗變壓器、移動(dòng)終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)件等。
6、泡沫金屬
突破性: 重量輕、密度低、孔隙率高、比表面積大。
發(fā)展趨勢: 具有導(dǎo)電性,可替代無機(jī)非金屬材料不能導(dǎo)電的應(yīng)用領(lǐng)域;在隔音降噪領(lǐng)域具有巨大潛力。
7、離子液體
突破性:具有高熱穩(wěn)定性、寬液態(tài)溫度范圍、可調(diào)酸堿性、極性、配位能力等。
發(fā)展趨勢:在綠色化工領(lǐng)域,以及生物和催化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
8、納米纖維素
突破性:具有良好的生物相容性、持水性、廣范圍的pH值穩(wěn)定性;具有納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),和很高的機(jī)械特性等。
發(fā)展趨勢:在生物醫(yī)學(xué)、增強(qiáng)劑、造紙工業(yè)、凈化、傳導(dǎo)與無機(jī)物復(fù)合食品、工業(yè)磁性復(fù)合物方面前景巨大。
9、納米點(diǎn)鈣鈦礦
突破性:納米點(diǎn)鈣鈦礦具有巨磁阻、高離子導(dǎo)電性、對氧析出和還原起催化作用等。
發(fā)展趨勢:未來在催化、存儲(chǔ)、傳感器、光吸收等領(lǐng)域具有巨大潛力。
10、3D打印材料
突破性:改變傳統(tǒng)工業(yè)的加工方法,可快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的成型等。
發(fā)展趨勢:革命性成型方法,在復(fù)雜結(jié)構(gòu)成型和快速加工成型領(lǐng)域,有很大前景。
11、柔性玻璃
突破性:改變傳統(tǒng)玻璃剛性、易碎的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)玻璃的柔性革命化創(chuàng)新。
發(fā)展趨勢:未來柔性顯示、可折疊設(shè)備領(lǐng)域,前景巨大。
12、自組裝(自修復(fù))材料
突破性:材料分子自組裝,實(shí)現(xiàn)材料自身“智能化”,改變以往材料制備方法,實(shí)現(xiàn)材料的自身自發(fā)形成一定形狀和結(jié)構(gòu)。
發(fā)展趨勢:改變傳統(tǒng)材料制備和材料的修復(fù)方法,未來在分子器件、表面工程、納米技術(shù)等領(lǐng)域有很大前景。
13、可降解生物塑料
突破性:可自然降解,原材料來自可再生資源,改變傳統(tǒng)塑料對石油、天然氣、煤炭等化石資源的依賴,減少環(huán)境污染。
發(fā)展趨勢:未來替代傳統(tǒng)塑料,具有前景巨大。
14、鈦炭復(fù)合材料
突破性:具有高強(qiáng)度、低密度,以及耐腐蝕性優(yōu)異等性能,在航空及民用領(lǐng)域前景無限。
發(fā)展趨勢:未來在輕量化、高強(qiáng)度、耐腐蝕等環(huán)境應(yīng)用潛力廣泛。
15、超材料
突破性:具有常規(guī)材料不具有的物理特性,如負(fù)磁導(dǎo)率、負(fù)介電常數(shù)等。
發(fā)展趨勢:改變傳統(tǒng)根據(jù)材料的性質(zhì)進(jìn)行加工的理念,未來可根據(jù)需要來設(shè)計(jì)材料的特性,潛力無限、革命性。
16、超導(dǎo)材料
突破性:超導(dǎo)狀態(tài)下,材料零電阻,電流不損耗,材料在磁場中表現(xiàn)抗磁性等。
發(fā)展趨勢:未來如突破高溫超導(dǎo)技術(shù),有望解決電力傳輸損耗、電子器件發(fā)熱等難題,以及綠色新型傳輸磁懸技術(shù)。
17、形狀記憶合金
突破性:預(yù)成型后,在受外界條件強(qiáng)制變形后,再經(jīng)一定條件處理,恢復(fù)為原來形狀,實(shí)現(xiàn)材料的變形可逆性設(shè)計(jì)和應(yīng)用。
發(fā)展趨勢: 在空間技術(shù)、醫(yī)療器械、機(jī)械電子設(shè)備等領(lǐng)域潛力巨大。
18、磁致伸縮材料
突破性:在磁場作用下,可產(chǎn)生伸長或壓縮的性能,實(shí)現(xiàn)材料變形與磁場的相互作用。
發(fā)展趨勢:在智能結(jié)構(gòu)器件、減震裝置、換能結(jié)構(gòu)、高精度電機(jī)等領(lǐng)域,應(yīng)用廣泛,有些條件下性能優(yōu)于壓電陶瓷。
19、磁(電)流體材料
突破性: 液態(tài)狀,兼具固體磁性材料的磁性,和液體的流動(dòng)性,具有傳統(tǒng)磁性塊體材料不具備的特性,和應(yīng)用。
發(fā)展趨勢: 應(yīng)用于磁密封、磁制冷、磁熱泵等領(lǐng)域,改變傳統(tǒng)密封制冷等方式。
20、智能高分子凝膠
突破性: 能感知周圍環(huán)境變化,并能做出響應(yīng),具有類似生物的反應(yīng)特性。
發(fā)展趨勢:智能高分子凝膠的膨脹-收縮循環(huán)可用于化學(xué)閥、吸附分離、傳感器和記憶材料;循環(huán)提供的動(dòng)力用來設(shè)計(jì)“化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)”; 網(wǎng)孔的可控性適用于智能藥物釋放體系等。