將來(lái)十大具有潛力新材料 |
發(fā)布時(shí)間:2022-10-13 15:46 | 瀏覽次數(shù): |
在當(dāng)代社會(huì)石墨烯或能做到“徹底改變21世紀(jì)”。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家分析,用石墨烯材料庖代硅,計(jì)算機(jī)處理器的處理速度或?qū)⑻岚螖?shù)百倍 《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》為很多材料在中國(guó)的發(fā)展指明了方向,并推出了十大具有創(chuàng)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(dǎo)材料、半導(dǎo)體材料、功能薄膜、智能材料、生物材料、特種玻璃。 【石墨烯】
石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的一種新型納米材料。石墨烯被人們稱(chēng)為“黑金”,被譽(yù)為“新材料之王”,有些科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)。” 然而一個(gè)風(fēng)趣的征象是,石墨烯的誕生并不是什么“嵬峨上”的科學(xué)技術(shù),而是由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家用透明膠帶從石墨晶體上一層層“粘”出來(lái)的。 石墨烯目前具有潛力的應(yīng)用是替換硅用來(lái)制造計(jì)算機(jī)。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家分析,用石墨烯庖代硅材料,新型計(jì)算的處理性能將會(huì)提拔數(shù)百倍。近日,美國(guó)麻省理工學(xué)院的科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在肯定情況下,石墨烯能夠被轉(zhuǎn)化成具有獨(dú)特功能的拓?fù)浣^緣體材料。若這一研究走進(jìn)制造業(yè),有望帶來(lái)一種制造量子計(jì)算機(jī)的新型方法。 其次,石墨烯能促進(jìn)超級(jí)電容器、鋰離子電池的發(fā)展。據(jù)有關(guān)資料表現(xiàn),元件中加入石墨烯材料,其電池容量能擴(kuò)充5倍以上,并且在電池中加入石墨烯能大幅度進(jìn)步導(dǎo)電性能。 【碳纖維】
隨著國(guó)家對(duì)低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)的大力推行,碳纖維產(chǎn)品的需求量也將賡續(xù)攀升。碳纖維強(qiáng)度大、密度低、耐老化、線(xiàn)膨脹系數(shù)小等特征使之在飛機(jī)制造等軍工領(lǐng)域、汽車(chē)和醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域、高爾夫球棒和自行車(chē)等體育休閑領(lǐng)域備受追捧。 在十八屆三種全會(huì)改革軍隊(duì)和國(guó)家安全機(jī)構(gòu)的決定,加大了采購(gòu)國(guó)防裝備和安防設(shè)備的預(yù)期,這為碳纖維行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)。中國(guó)軍事領(lǐng)域?qū)μ祭w維的需求一向很大,作為當(dāng)代戰(zhàn)略武器制造必不可少的新材料之一,碳纖維及其復(fù)合材料在軍工裝備領(lǐng)域大量用于戰(zhàn)略導(dǎo)彈、隱身戰(zhàn)機(jī)、當(dāng)代艦艇以及非殺傷性武器等方面的制造。 【輕型合金】
國(guó)家十二五期間,中國(guó)將重點(diǎn)發(fā)展新型高強(qiáng)輕型合金材料。該領(lǐng)域工程目標(biāo)為,到2015年,關(guān)鍵新合金品種開(kāi)發(fā)取得龐大進(jìn)展,形成高端鋁合金材制造30萬(wàn)噸、高端鈦合金材2萬(wàn)噸、高強(qiáng)鎂合金壓鑄及型材和板材15萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力。而2014年,是高強(qiáng)輕型合金達(dá)到該工程目標(biāo)的管件年,其沖刺成果明顯。 鈦合金,是一種在當(dāng)代高端科技武器中占有緊張位置的輕型合金。 據(jù)有關(guān)資料表現(xiàn),近年來(lái)在軍用飛機(jī)制造中鈦金屬材料合計(jì)占用比例達(dá)到25%,而F-22戰(zhàn)機(jī)中鈦合金所占比例更是高達(dá)41%。鈦金屬具有高強(qiáng)度、高密度、延展性好、耐酸堿、耐腐蝕、無(wú)磁性等優(yōu)勝性能,被廣泛應(yīng)用于航空航天、化工、石油、電力等領(lǐng)域。 除了鈦合金之外,輕型合金還重要包括鋁合金和鎂合金等類(lèi)別。鋁合金使用時(shí)間較早,現(xiàn)在普及程度也很高,在汽車(chē)、輪船等領(lǐng)域也經(jīng)常出現(xiàn)。 而鎂合金更是現(xiàn)今金屬中質(zhì)量比較輕的材料,是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化的緊張途徑之一。 【碳納米管】
碳納米管是一種種納米材料,其重量輕、六邊形結(jié)構(gòu),具有浩繁優(yōu)秀的力學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)性能。 碳納米管除了用于模具,在內(nèi)部添補(bǔ)金屬、氧化物等所需物質(zhì)外,還可用于納米結(jié)構(gòu)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(lǐng)域的生產(chǎn)制造。 【超導(dǎo)材料】 超導(dǎo)材料是在特別溫度下,電阻消散的所需材料。生活中超導(dǎo)材料并不罕見(jiàn),如鋁、鈣、硫、磷等材料都具有超導(dǎo)特征,只是實(shí)現(xiàn)這些材料超導(dǎo)性的條件比較苛刻。 【半導(dǎo)體材料】 今日,數(shù)字家居以及物聯(lián)網(wǎng)的崛起促使了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。據(jù)有關(guān)咨詢(xún)公司數(shù)據(jù),2013年,家電半導(dǎo)體市場(chǎng)所需材料增幅達(dá)到12%,規(guī)模更是達(dá)到26億美元,而去年這一數(shù)字為23億美元。 【功能薄膜】 功能薄膜是先輩高分子材料,產(chǎn)品種類(lèi)浩繁,應(yīng)用領(lǐng)域很廣,在國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中扮演偏重要角色。目前,被人們看好的功能薄膜重要有光學(xué)薄膜、光伏薄膜、鋰電池隔膜、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(jī)放在口袋里本身就能充電的場(chǎng)景嗎,今日英國(guó)的科學(xué)家們行使智能材料就可以知足人們的這一愿望。 2014年上半年,英國(guó)某大學(xué)和手機(jī)公司合作研發(fā)了一種便捷式充電器,只要將手機(jī)與口袋里的專(zhuān)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,它的作用能將人體活動(dòng)時(shí)產(chǎn)能的能量轉(zhuǎn)化為電能。 【生物材料】 在21世紀(jì)生物材料重要運(yùn)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,如今行使生物學(xué)材料可以生產(chǎn)出了大腦以外的所有人體器官。在市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)的有的產(chǎn)品包括人工眼角膜、心臟支架、心臟起搏器、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(guī)劃的推動(dòng)下也將迎來(lái)新的發(fā)展契機(jī)。隨著移動(dòng)設(shè)備產(chǎn)業(yè)的普及發(fā)展,人們對(duì)高性能玻璃的需求量也在增大,如用于表現(xiàn)屏的平面玻璃,用于光折射的傳導(dǎo)玻璃等 |
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