新材料領(lǐng)域未來發(fā)展方向

新材料領(lǐng)域未來發(fā)展方向新材料是指新近發(fā)展或正在研發(fā)的、比傳統(tǒng)材料性能更加優(yōu)異的一類材料，是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，其研究水平和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已成為衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步和國(guó)防實(shí)力的重要標(biāo)志，被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域之一，也是國(guó)家確立的優(yōu)先培育發(fā)展的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。新材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)力強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿Υ螅谴龠M(jìn)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)和提升企業(yè)地區(qū)競(jìng)爭(zhēng)力的源動(dòng)力。新材料作為高新技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，應(yīng)用范圍極其廣泛，它同信息技術(shù)、生物技術(shù)一起成為二十一世紀(jì)最重要和最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。同傳統(tǒng)材料一樣，新材料可以從結(jié)構(gòu)組成、功能和應(yīng)用領(lǐng)域等多種不同角度對(duì)其進(jìn)行分類，不同的分類之間相互交叉和嵌套，目前，一般按應(yīng)用領(lǐng)域和當(dāng)今的研究熱點(diǎn)把新材料分為以下的主要領(lǐng)域：高性能結(jié)構(gòu)材料、新型功能材料、新能源材料、電子信息材料、納米材料、先進(jìn)復(fù)合材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料、智能材料、化工新材料、新型建筑材料等。1、高性能結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料指以力學(xué)性能為主的工程材料，它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用最為廣泛的材料，從日用品、建筑到汽車、飛機(jī)、衛(wèi)星和火箭等，均以某種形式的結(jié)構(gòu)框架獲得其外形、大小和強(qiáng)度。鋼鐵、有色金屬等傳統(tǒng)材料都屬于此類。高性能結(jié)構(gòu)材料一般指具有更高的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等力學(xué)性能，并適應(yīng)特殊環(huán)境要求的結(jié)構(gòu)材料。包括新型金屬材料、高性能結(jié)構(gòu)陶瓷材料和高分子材料等。當(dāng)前的研究熱點(diǎn)包括：高溫合金、新型鋁合金和鎂合金、高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料和高分子合金等。2、新型功能材料功能材料是指表現(xiàn)出力學(xué)性能以外的電、磁、光、生物、化學(xué)等特殊性質(zhì)的材料。除前面介紹過的信息、能源、納米、生物醫(yī)用等材料外，新型功能材料主要還包括高溫超導(dǎo)材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等。當(dāng)前的研究熱點(diǎn)包括：納米功能材料、納米晶稀土永磁和稀土儲(chǔ)氫合金材料、大塊非晶材料、高溫超導(dǎo)材料、磁性形狀記憶合金材料、磁性高分子材料、金剛石薄膜的制備技術(shù)等。多功能自行車多功能自行車3、新能源材料新能源和再生清潔能源技術(shù)是21世紀(jì)世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具有決定性影響的五個(gè)技術(shù)領(lǐng)域之一，新能源包括太陽能、生物質(zhì)能、核能、風(fēng)能、地?zé)帷⒑Ｑ竽艿纫淮文茉匆约岸坞娫粗械臍淠艿?。新能源材料則是指實(shí)現(xiàn)新能源的轉(zhuǎn)化和利用以及發(fā)展新能源技術(shù)中所要用到的關(guān)鍵材料。主要包括儲(chǔ)氫保溫大棚電極合金材料為代表的鎳氫電池材料、嵌鋰碳負(fù)極和LiCoO2正極為代表的鋰離子電池材料、燃料電池材料、Si半導(dǎo)體材料為代表的太陽能電池材料以及鈾、氘、氚為代表的反應(yīng)堆核能材料等。保溫大棚4、電子信息材料電子信息材料是指在微電子、光電子技術(shù)和新型元器件基礎(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域中所用的材料，主要包括單晶硅為代表的半導(dǎo)體微電子材料；激光晶體為代表的光電子材料；介質(zhì)陶瓷和熱敏陶瓷為代表的電子陶瓷材料；釹鐵硼（NdFeB）永磁材料為代表的磁性材料；光纖通信材料；磁存儲(chǔ)和光盤存儲(chǔ)為主的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)材料；壓電晶體與薄膜材料；貯氫材料和鋰離子嵌入材料為代表的綠色電池材料等。這些基礎(chǔ)材料及其產(chǎn)品支撐著通信、計(jì)算機(jī)、信息家電與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電子信息材料的總體發(fā)展趨勢(shì)是向著大尺寸、高均勻性、高完整性、以及薄膜化、多功能化和集成化方向發(fā)展。當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿包括柔性晶體管、光子晶體、SiC、GaN、ZnSe等寬禁帶半導(dǎo)體材料為代表的第三代半導(dǎo)體材料、有機(jī)顯示材料以及各種納米電子材料等。納米制成的生活用品小刀納米材料納米材料是指由尺寸小于100nm（0.1-100nm）的超細(xì)顆粒構(gòu)成的具有小尺寸效應(yīng)的零維、一維、二維、三維材料的總稱。納米材料的概念形成于80年代中期，由于納米材料會(huì)表現(xiàn)出特異的光、電、磁、熱、力學(xué)、機(jī)械等性能，納米技術(shù)迅速滲透到材料的各個(gè)領(lǐng)域，成為當(dāng)前世界科學(xué)研究的熱點(diǎn)。按物理形態(tài)分，納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體和納米相分離液體等五類。盡管目前實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的納米料主要是碳酸鈣、白炭黑、氧化鋅等納米粉體材料，其它基本上還處于實(shí)驗(yàn)室的初級(jí)研究階段，大規(guī)模應(yīng)用預(yù)計(jì)要到5-10年以后，但毫無疑問，以納米材料為代表的納米科技必將對(duì)二十一世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿包括：以碳納米管為代表的納米組裝材料；納米陶瓷和納米復(fù)合材料等高性能納米結(jié)構(gòu)材料；納米制成的生活用品小刀納米涂層材料的設(shè)計(jì)與合成；單電子晶體管、納米激光器和納米開關(guān)等納米電子器件的研制、C60超高密度信息存貯材料等。先進(jìn)復(fù)合材料復(fù)合材料是由兩種或多種性質(zhì)不同的材料通過物理和化學(xué)復(fù)合，組成具有兩個(gè)或兩個(gè)以上相態(tài)結(jié)構(gòu)的材料。該類材料不僅性能優(yōu)于組成中的任意一個(gè)單獨(dú)的材料，而且還可具有組分單獨(dú)不具有的獨(dú)特性能。復(fù)合材料按用途主要可分為結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和功能復(fù)合材料兩大類。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要作為承力結(jié)構(gòu)使用的材料，由能承受載荷的增強(qiáng)體組元（如于一體的復(fù)雜的材料體系。它的設(shè)計(jì)與合成幾乎橫跨所有的高技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域。構(gòu)成智然材料的基本材料組元有壓電材料、形狀記憶材料、光導(dǎo)纖維、電（磁）流變液、磁致伸縮材料和智然高分子材料等。系統(tǒng)相結(jié)合的智能自適應(yīng)旋翼系統(tǒng)相結(jié)合的智能自適應(yīng)旋翼10、化工新材料化工新材料是應(yīng)用在化工、石油等領(lǐng)域的基礎(chǔ)原材料，主要包括有機(jī)氟材料、有機(jī)硅材料、高性能纖維、納米化工材料、無機(jī)功能材料等。納米化工材料和特種化工涂料是近年來的研究熱點(diǎn)。新型建筑材料制作的環(huán)保別墅11、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。其中化學(xué)建材包括建筑塑料、建筑涂料、建筑防水、密封材料、隔熱保溫材料、隔聲材料、特種陶瓷、建筑膠粘劑等，是"十五"期間要重點(diǎn)發(fā)展的新型建筑材料。新型建筑材料制作的環(huán)保別墅對(duì)于以上的十一種材料，我就單獨(dú)介紹一下納米材料。作為納米科學(xué)與技術(shù)，由于它的特殊性和高科技，它主要是研究物質(zhì)在納米尺度上表現(xiàn)出的物理、化學(xué)和生物特性，單分子的特性和相互作用，為以原子、分子為起點(diǎn)，設(shè)計(jì)和構(gòu)筑新的納米結(jié)構(gòu)、材料和器件，提供科學(xué)基礎(chǔ)和理論準(zhǔn)備。加強(qiáng)對(duì)納米結(jié)構(gòu)新的測(cè)試和表征方法的研究和探索，加深對(duì)納米科技理論和方法的理解。納米新材料的應(yīng)用和發(fā)展主要有5個(gè)方向，以納米材料（顆粒、C60、碳納米管）為代表的方向；以從微電子向納電子轉(zhuǎn)化為代表的方向；以微光、機(jī)、電集成系統(tǒng)向納光、機(jī)、電集成系統(tǒng)為代表的方向（MEMS――NEMS）；以納米生物學(xué)、系統(tǒng)為代表的方向；以納米物理化學(xué)性質(zhì)、制備、表征等為代表的方向。目前，納米技術(shù)在紡織方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)在納米復(fù)合纖維及納米技術(shù)在紡織后整理等方面。納米復(fù)合纖維，化學(xué)纖維中加入納米級(jí)添加劑，可以制造出新一代功能性更強(qiáng)的、不同用途的優(yōu)良復(fù)合化學(xué)纖維。這種方法的技術(shù)難度比直接制造納米纖維的難度要低，是近期內(nèi)納米技術(shù)在紡織領(lǐng)域中應(yīng)用的主導(dǎo)方向。納米的電子學(xué)，主要原理是納米尺寸效應(yīng)導(dǎo)致電子運(yùn)動(dòng)受限，誘發(fā)量子尺寸效應(yīng)。納米技術(shù)在實(shí)質(zhì)上推動(dòng)了在分子水平上具有新奇的物理、化學(xué)或生物特性的新材料、新器件設(shè)計(jì)。從這個(gè)意義上講，納米技術(shù)的中心在納米電子學(xué)領(lǐng)域內(nèi)得到實(shí)現(xiàn)。納米發(fā)動(dòng)機(jī)，例如，它可以充當(dāng)一個(gè)"小護(hù)士"，巡視全身；它還可以在體內(nèi)充當(dāng)一個(gè)"小藥劑師"，解釋細(xì)胞發(fā)出的化學(xué)信號(hào)，計(jì)算必要的劑量，在人體內(nèi)直接分配藥量等。新材料是現(xiàn)代高技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，環(huán)顧周圍世界，材料是人們衣食住行的必備條件，是人類一切生活和生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。新材料技術(shù)的發(fā)展賦予材料科學(xué)新的內(nèi)涵和廣闊的發(fā)展空間。目前，新材料技術(shù)正朝著研制生產(chǎn)更小、更智能、多功能、環(huán)保型以及可定制的產(chǎn)品、元件等方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，開拓了新材料的范圍，推動(dòng)了新材料向列高、更新方向發(fā)展。高性能結(jié)構(gòu)材料的開發(fā)、應(yīng)用，使一些化工機(jī)械、設(shè)備的大型化、高效化、高參數(shù)化、多功能化有了物質(zhì)基礎(chǔ)，可以滿足化工生產(chǎn)高技術(shù)的要求，使一些化工工藝的實(shí)現(xiàn)成為可能。未來高技術(shù)的發(fā)展，無論是傳統(tǒng)意義下材料和現(xiàn)在的新材料之間的界線逐漸清晰，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化、智能化。新材料的出現(xiàn)將使人類文明進(jìn)入一個(gè)新的高度。新材料領(lǐng)域的發(fā)展變化，得益于技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化速度加快。前沿技術(shù)的突破使得新興材料產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，同時(shí)新材料與信息、能源、醫(yī)療衛(wèi)生、交通、建筑等產(chǎn)業(yè)結(jié)合越來越緊密，材料科學(xué)工程與其他學(xué)科交叉領(lǐng)域和規(guī)模都在不斷擴(kuò)大，而且世界各國(guó)政府高度重視新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，制定了推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)和科技發(fā)展的相關(guān)計(jì)劃，在資金上給予大力扶持，從而推動(dòng)了本領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新能力的提高和發(fā)展，取得了一系列可喜的研究成果，保證了新材料領(lǐng)域發(fā)展的欣欣向榮局面。在充滿生機(jī)的21世紀(jì)，信息、生物技術(shù)、能源、環(huán)境、先進(jìn)制造技術(shù)和國(guó)防的高速發(fā)展必然對(duì)材料提出新的需求，而新材料的研究水平和產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已成為衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步和國(guó)防實(shí)力的重要標(biāo)志，被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域之一，也是國(guó)家確立的優(yōu)先培育發(fā)展的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。新產(chǎn)品的創(chuàng)新是未來10年對(duì)社會(huì)發(fā)展、國(guó)力增強(qiáng)最有影響力的戰(zhàn)略研究領(lǐng)域，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)和提升企業(yè)地區(qū)競(jìng)爭(zhēng)力的源動(dòng)力。目前，新材料技術(shù)正朝著研制元件的小型化、智能化、高集成、高密度存儲(chǔ)和超快傳輸?shù)确较虬l(fā)展。高性能結(jié)構(gòu)材料使得新材料產(chǎn)業(yè)應(yīng)用范圍廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)力強(qiáng)、發(fā)展?jié)摿Υ?，航空航天、新型軍事裝備及先進(jìn)制造技術(shù)等對(duì)材料性能要求越來越高。綜上所述，對(duì)于近幾年的發(fā)展，國(guó)家非常的重視新材料的發(fā)展和要求，新材料是基于普通材料之上的高新材料。它的發(fā)展是用來衡量一個(gè)國(guó)家的發(fā)展程度，同時(shí)它也是軍事、醫(yī)療、交通、建