新型材料研究進(jìn)展

新型材料最新研究進(jìn)展2018.12.20XXXSchoolofPhysicsScienceandEngineeringSchoolofMathematicalSciencesSchoolofChemicalScienceandEngineeringRecentResearchProgressofNewMaterials材料？新型新型材料的概念CONTENTS目錄為什么要發(fā)展新型材料?新型材料的分類(lèi)展望及存在的問(wèn)題新型材料的概念新型材料的概念新型材料結(jié)構(gòu)材料主要是利用它們的強(qiáng)度、韌性、硬度、彈性等機(jī)械性能。如新型陶瓷材料，非晶態(tài)合金(金屬玻璃)等。功能材料主要是利用其所具有的電、光、聲、磁、熱等功能和物理效應(yīng)。近幾年，世界上研究、發(fā)展的新材料主要有新金屬材料，精細(xì)陶瓷和光纖等等。指新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料。為什么要發(fā)展新型材料?1：傳統(tǒng)材料具有局限性：新材料的出現(xiàn)與發(fā)展完全依賴(lài)于整個(gè)人類(lèi)社會(huì)對(duì)高性能化、高功能化、高智能化的追求。案例Example汽車(chē)工業(yè)，需要在保持一定的強(qiáng)度時(shí)，又具有比較輕的質(zhì)量，現(xiàn)在普通的鐵碳合金以及金屬材料很難滿(mǎn)足高級(jí)賽車(chē)所需要的強(qiáng)度與質(zhì)量的平衡。然而這臺(tái)法拉利Enzo車(chē)身采用的是碳纖維，擁有著較高的強(qiáng)度和非常輕的車(chē)身，車(chē)身主體僅重92KG,這對(duì)賽車(chē)是非常有實(shí)際意義的，且對(duì)其他領(lǐng)域也有很大的應(yīng)用價(jià)值。為什么要發(fā)展新型材料?為什么要發(fā)展新型材料?2：減輕環(huán)境壓力：雖然我國(guó)國(guó)土面積廣大，國(guó)家資源總量也很大，但我們有世界上最多的人口，因此平均算來(lái)我們的人均資源占有量極少，還不及世界人均資源占有量的平均水平。早先的工業(yè)發(fā)展類(lèi)型是資源型的，因此人們對(duì)資源的依賴(lài)特別強(qiáng)，因而導(dǎo)致資源過(guò)度的開(kāi)發(fā)，從而造成極大的環(huán)境壓力。對(duì)材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，改變?cè)瓉?lái)的資源依托的現(xiàn)狀，積極發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)，走技術(shù)推動(dòng)發(fā)展的道路3：提高綜合實(shí)力研究和發(fā)展新材料產(chǎn)業(yè)不僅有利于材料工業(yè)創(chuàng)新?lián)Q代，而且有利于促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，同時(shí)構(gòu)建國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)，提升一國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平，對(duì)保障國(guó)家重大工程建設(shè)以及國(guó)防安全都有重大意義。為什么要發(fā)展新型材料?新型材料的分類(lèi)新型材料信息材料能源材料納米材料生物材料新型材料的分類(lèi)能源材料信息材料納米材料生物材料新型材料的分類(lèi)信息既非物質(zhì)也非能量，卻是構(gòu)成世界的要素。信息是十分重要和寶貴在資源。現(xiàn)代信息技術(shù)中，對(duì)各種信息的收集、存儲(chǔ)、處理、傳遞和顯示是通過(guò)各種信息功能器件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而信心功能器件又是以各種信息材料為主構(gòu)成的。新型材料的分類(lèi)信息材料信息時(shí)代信息材料21世紀(jì)是信息時(shí)代新型材料的分類(lèi)信息材料：是指與現(xiàn)代信息技術(shù)相關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)信息的收集、存儲(chǔ)、處理、傳遞和顯示的材料。信息收集材料信息存儲(chǔ)材料信息處理材料信息傳遞材料信息顯示材料信息收集傳感器信息存儲(chǔ)器信息顯示器信息傳遞光纖信息處理芯片信息材料的分類(lèi)還有一類(lèi)重要的信息材料是：半導(dǎo)體激光器材料。光信息的存儲(chǔ)、處理、傳遞和顯示并不基于半導(dǎo)體激光材料在外場(chǎng)作用下發(fā)生某種物理或化學(xué)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這些功能必須有半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的激光參與才能實(shí)現(xiàn)。半導(dǎo)體激光器是信息功能器件的核心器件和通用器件，半導(dǎo)體激光材料也是信息材料中重要的部分。新型材料的分類(lèi)信息材料的分類(lèi)信息收集材料是指用于信息傳感和探測(cè)的一類(lèi)對(duì)外界信息敏感的材料。信息傳感材料主要包括力敏材料、熱敏材料、光敏材料、磁敏材料、氣敏材料、濕敏材料、壓敏材料、生物傳感材料等。力敏傳感材料——單晶硅片力敏傳感材料——康銅合金光敏二極管磁敏元器件CO2傳感器濕敏電阻信息存儲(chǔ)材料是指用來(lái)制作各種信息存儲(chǔ)器的一些能夠記錄和存儲(chǔ)信息的材料。如磁記錄材料和光存儲(chǔ)材料。磁條卡上的磁條存儲(chǔ)光盤(pán)磁帶新型材料的分類(lèi)信息材料的分類(lèi)信息處理材料是指用于對(duì)電信號(hào)或光信號(hào)進(jìn)行檢波、倍頻、混頻、限幅、開(kāi)關(guān)、放大等信號(hào)處理的一類(lèi)信息材料。主要有Si、Ge等半導(dǎo)體材料，GaAs系類(lèi)、InP系列、GaN系列等半導(dǎo)體材料，SiO2等氧化物材料，微波鐵氧體材料等。鍺三級(jí)管GaAs二極管InP器件SiC晶片高溫半導(dǎo)體SiC金剛石薄膜信息傳遞材料是用于各種通信器件的能夠用來(lái)傳遞信息的材料。如光纖材料光纖石英管光纖裝飾光纖傳輸新型材料的分類(lèi)信息材料的分類(lèi)信息顯示材料主要是指用于陰極射線(xiàn)管和各類(lèi)平板顯示器件的一些發(fā)光顯示材料。按照顯示原理對(duì)信息顯示材料進(jìn)行分類(lèi)可以有如下幾種：液晶顯示材料（LED）、等離子體顯示材料（PDP）、陰極射線(xiàn)管顯示材料（CRT）、場(chǎng)發(fā)射顯示材料（FED）、真空熒光顯示材料等。LED顯示屏PDP拼接墻真空熒光顯示屏新型材料的分類(lèi)信息材料的分類(lèi)信息技術(shù)的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)（獲取、傳輸、存儲(chǔ)、顯示、處理）在20世紀(jì)后葉獲得了巨大的發(fā)展，成為現(xiàn)代社會(huì)中的關(guān)鍵技術(shù)計(jì)算機(jī)之父——圖靈世界上第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)——ENIAC新型材料的分類(lèi)信息材料發(fā)展新趨勢(shì)信息技術(shù)的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)（獲取、傳輸、存儲(chǔ)、顯示、處理）在20世紀(jì)后葉獲得了巨大的發(fā)展，成為現(xiàn)代社會(huì)中的關(guān)鍵技術(shù)。本世紀(jì)以來(lái)，信息技術(shù)依靠電子學(xué)和微電子學(xué)技術(shù)，從技術(shù)發(fā)展的階段而言，我們正處于電子信息時(shí)代。磁芯半導(dǎo)體集成電子管大規(guī)模集成電路新型材料的分類(lèi)信息材料發(fā)展新趨勢(shì)信息技術(shù)的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)（獲取、傳輸、存儲(chǔ)、顯示、處理）在20世紀(jì)后葉獲得了巨大的發(fā)展，成為現(xiàn)代社會(huì)中的關(guān)鍵技術(shù)。本世紀(jì)以來(lái)，信息技術(shù)依靠電子學(xué)和微電子學(xué)技術(shù)，從技術(shù)發(fā)展的階段而言，我們正處于電子信息時(shí)代。光通信、光存儲(chǔ)和光電顯示技術(shù)的興起和它們?cè)诮陙?lái)的飛速發(fā)展，未來(lái)信息的載體由電子到光子的發(fā)展是必然趨勢(shì)。光通信光存儲(chǔ)光顯示新型材料的分類(lèi)信息材料發(fā)展新趨勢(shì)信息技術(shù)的幾個(gè)主要環(huán)節(jié)（獲取、傳輸、存儲(chǔ)、顯示、處理）在20世紀(jì)后葉獲得了巨大的發(fā)展，成為現(xiàn)代社會(huì)中的關(guān)鍵技術(shù)。本世紀(jì)以來(lái)，信息技術(shù)依靠電子學(xué)和微電子學(xué)技術(shù)，從技術(shù)發(fā)展的階段而言，我們正處于電子信息時(shí)代。光通信、光存儲(chǔ)和光電顯示技術(shù)的興起和它們?cè)诮陙?lái)的飛速發(fā)展，未來(lái)信息的載體由電子到光子的發(fā)展是必然趨勢(shì)?？傊瑸檫m應(yīng)今后信息技術(shù)發(fā)展，微電子材料是重要的信息材料，光電子材料是發(fā)展最快的信息材料，而光子材料是最有前途的信息材料。信息材料發(fā)展新趨勢(shì)新型材料的分類(lèi)多功能及智能化的傳感器材料微型傳感器的應(yīng)用多功能及智能化傳感器材料涉及多種學(xué)科的技術(shù)融合。例如在同一芯片上，或?qū)⒈姸嗤活?lèi)型的傳感材料做成單個(gè)傳感器件并集成為一維線(xiàn)性、二維陣列型傳感器，因而具備單一器件所不具備的功能。信息材料的發(fā)展方向新型材料的分類(lèi)可見(jiàn)光通信在未來(lái)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)信息材料的發(fā)展方向新型材料的分類(lèi)激光技術(shù)的多元化、廣泛化應(yīng)用激光顯示激光切割機(jī)激光探測(cè)激光全息信息材料的發(fā)展方向新型材料的分類(lèi)新型材料的分類(lèi)能源材料信息材料納米材料生物材料1八項(xiàng)能源發(fā)展方針：·節(jié)約優(yōu)先·立足國(guó)內(nèi)·多元發(fā)展·保護(hù)環(huán)境·深化改革·科技創(chuàng)新·國(guó)際合作·改善民生2《中國(guó)的能源政策》指出，今后一段時(shí)期，中國(guó)仍將處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加快發(fā)展的階段，發(fā)展經(jīng)濟(jì)、改善民生的任務(wù)十分艱巨，能源需求還會(huì)增加。作為一個(gè)擁有13億多人口的發(fā)展中大國(guó)，中國(guó)必須立足國(guó)內(nèi)增加能源供給，穩(wěn)步提高供給能力，滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展和人民生活改善對(duì)能源的需求。新型材料的分類(lèi)中國(guó)的能源政策太陽(yáng)能：人類(lèi)最主要的可再生能源核能：原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化放出的能量生物質(zhì)能新型材料的分類(lèi)新能源和可再生能源化學(xué)能源：直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪褐绷麟娔艿难b置，也叫電池風(fēng)能：大氣流動(dòng)的動(dòng)能地?zé)崮埽簛?lái)自地球深處的可再生熱能新型材料的分類(lèi)新型材料的分類(lèi)新能源和可再生能源海洋能：包括潮汐能，潮流，海流，波浪，海水溫度差和海水鹽差能可燃冰：天然氣的水合物氫能：未來(lái)最理想的二次能源新型材料的分類(lèi)新能源和可再生能源

新能源材料是指實(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，是發(fā)展新能源技術(shù)的核心和其應(yīng)用的基礎(chǔ)。新能源材料覆蓋了鎳氫電池材料，鋰離子電池材料，燃料電池材料，太陽(yáng)能電池材料，反應(yīng)堆核能材料，發(fā)展生物質(zhì)能所需的重點(diǎn)材料，新型相變儲(chǔ)能和節(jié)能材料等。新型材料的分類(lèi)新能源材料1

鋰離子電池及其關(guān)鍵材料：經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，小型鋰離子電池在信息終端產(chǎn)品中應(yīng)用已占據(jù)壟斷性地位，我國(guó)成為全球三大鋰離子電池和材料的制造和出口大國(guó)之一。·新能源汽車(chē)用鋰離子動(dòng)力電池和新能源大規(guī)模儲(chǔ)能用鋰離子電池日漸成熟，市場(chǎng)前景廣闊?！ぬ岣咪囯x子電池安全性和降低成本的重要途徑：開(kāi)發(fā)具有優(yōu)良綜合性能的正負(fù)材料，工作溫度更高的新型隔膜和加阻燃劑的電解液新型材料的分類(lèi)新能源材料2鎳氫電池及其關(guān)鍵材料：全球已經(jīng)批量生產(chǎn)的混合動(dòng)力汽車(chē)大多采用鎳氫動(dòng)力電池。目前技術(shù)較為領(lǐng)先的是日本PanasonicEVEngery公司。鎳氫電池是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的一種新型電池，與常用的鎳鎘電池相比，容量可以提高一倍，沒(méi)有記憶效應(yīng)，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染。它的核心是儲(chǔ)氫合金材料。我國(guó)鎳氫電池的出口量逐年增長(zhǎng)，年增長(zhǎng)率為30%以上。新型材料的分類(lèi)新能源材料3燃料電池材料燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)化裝置,它是按電化學(xué)原理,即原電池工作原理,等溫的把貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,因而實(shí)際過(guò)程是氧化還原反應(yīng)?？蓱?yīng)用于工業(yè)及生活的各個(gè)方面，如使用其作為電動(dòng)汽車(chē)電源一直是人類(lèi)汽車(chē)發(fā)展目標(biāo)之一。在材料及部件方面，進(jìn)行電解質(zhì)材料合成及薄膜化，電極材料合成與電極制備，密封材料及相關(guān)測(cè)試表征技術(shù)研究。新型材料的分類(lèi)新能源材料4輕質(zhì)高容量?jī)?chǔ)氫材料儲(chǔ)氫材料(hydrogenstoragematerial)是一類(lèi)能可逆地吸收和釋放氫氣的材料。最早發(fā)現(xiàn)的是金屬鈀，1體積鈀能溶解幾百體積的氫氣，但鈀很貴，缺少實(shí)用價(jià)值。實(shí)際應(yīng)用的儲(chǔ)氫材料主要有AB5型稀土系儲(chǔ)氫合金、鈦系A(chǔ)B型合金和A屹型Laves相合金，但這些儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)都低于2.2％。大力發(fā)展新型高容量?jī)?chǔ)氫材，研究熱點(diǎn)主要集中在高容量金屬氫化物儲(chǔ)氫材料、配位氫化物儲(chǔ)氫材料、氨基化合物儲(chǔ)氫材料和MOFs等方面的研究。高性能低釩固溶體合金和以釩鐵為原料的鈦釩鐵系固溶體儲(chǔ)氫合金的研究日益受到重視。

新型材料的分類(lèi)新能源材料5

太陽(yáng)能電池材料基于太陽(yáng)能在新能源領(lǐng)域的龍頭地位，美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家都將太陽(yáng)能光電技術(shù)放在新能源的首位。光伏材料是指能將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成電能的材料。只有半導(dǎo)體材料具有這種功能?？勺鎏?yáng)電池材料的材料有單晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。在世界太陽(yáng)能電池市場(chǎng)上，目前仍以晶體硅電池為主。

鈣鈦礦薄膜太陽(yáng)能電池在光電轉(zhuǎn)換性能方面取得了巨大進(jìn)展，其光電轉(zhuǎn)換效率超過(guò)了已經(jīng)商業(yè)化的多晶硅、碲化鎘和銅銦鎵硒電池。新型材料的分類(lèi)新能源材料6發(fā)展核能的關(guān)鍵材料

核能發(fā)電原理：利用原子核裂變反應(yīng)釋放的能量產(chǎn)生電能。

中國(guó)核電工業(yè)由原先的適度發(fā)展進(jìn)入加速發(fā)展階段，同時(shí)我國(guó)核能發(fā)電量創(chuàng)歷史最高水平。任何核電技術(shù)的突破有賴(lài)于核材料的首先突破。發(fā)展核能的關(guān)鍵材料包括：先進(jìn)核動(dòng)力材料，先進(jìn)的核燃料，高性能燃料元件，新型核反應(yīng)堆材料，鈾濃縮材料等。新型材料的分類(lèi)新能源材料7其他新能源材料：我國(guó)風(fēng)能資源較為豐富，利用技術(shù)和發(fā)展差距較大，主要問(wèn)題是尚不能制造大功率風(fēng)電機(jī)組的復(fù)合材料和葉片材料。隨著新材料技術(shù)的發(fā)展和新能源含義的拓展，一些新的熱電轉(zhuǎn)換材料也可以當(dāng)作新能源材料研究。利用相變材料的相變潛熱來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存和利用是近年來(lái)前沿研究方向之一。

新型材料的分類(lèi)新能源材料新能源材料是推動(dòng)氫能燃料電池快速發(fā)展的重要保障。提高能效，降低成本，節(jié)約資源和環(huán)境友好將成為新能源發(fā)展永恒主題，新能源材料將在其中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。針對(duì)新能源發(fā)展的重大需求，解決相關(guān)新能源材料的材料科學(xué)基礎(chǔ)研究和重要工程技術(shù)問(wèn)題，將成為重要研究課題。

新能源展望新型材料的分類(lèi)能源材料信息材料納米材料生物材料新型材料的分類(lèi)納米（Nanometer），是一種長(zhǎng)度單位，即1米的十億分之一。單位符號(hào)為nm。納米材料新型材料的分類(lèi)

光學(xué)纖維

納米顆粒的小尺寸效應(yīng)使其具有與常規(guī)大塊材料不同的光學(xué)特性。如光學(xué)非線(xiàn)性、光吸收、光反射、光傳輸過(guò)程中的能量損耗等都與納米微粒的尺寸的很大的依賴(lài)關(guān)系。光纖在現(xiàn)代通信和光傳輸上占據(jù)極為重要的地位。而納米微粒作為光纖的材料可以降低光導(dǎo)纖維的傳輸損耗。

紫外吸收材料

納米微粒的量子尺寸效應(yīng)使它對(duì)某種波長(zhǎng)的光吸收帶有藍(lán)移現(xiàn)象；納米微粒粉體對(duì)各種波長(zhǎng)光的吸收帶有寬化現(xiàn)象。利用這兩種特性，人們制成納米紫外吸收材料。

納米材料新型材料的分類(lèi)納米微粒的尺寸一般比生物體的細(xì)胞、紅血球小得多，這就為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究和應(yīng)用提供了途徑。生物應(yīng)用

主要在生物細(xì)胞分離、細(xì)胞內(nèi)部染色體等方面。生物細(xì)胞分離的目的，是快速獲取研究所需的細(xì)胞標(biāo)本。醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用大體上說(shuō)，是將磁性納米粒子作為藥物的載體，靜脈注射到動(dòng)物體內(nèi)，在外加磁場(chǎng)的作用下，通過(guò)納米微粒的磁性導(dǎo)向，使其移向病變部位，達(dá)到定向治療的目的。納米材料新型材料的分類(lèi)傳感器主要材料是金屬。一般超微粒金屬是黑色，它具有吸收紅外線(xiàn)的特點(diǎn)，且表面積大、表面活性高，對(duì)周?chē)h(huán)境變化十分敏感。氣體傳感器

利用金屬氧化物隨周?chē)h(huán)境中氣體的改變，電學(xué)性能（如電阻）發(fā)生變化，反過(guò)來(lái)對(duì)氣體進(jìn)行檢測(cè)和定量測(cè)定。它可用作可燃性氣體泄漏報(bào)警器和濕度傳感器。

紅外線(xiàn)傳感器由金超微粒子沉積在基板上形成的膜可

用作紅外線(xiàn)傳感器，制成輻射熱測(cè)量器。新型材料的分類(lèi)納米材料磁性材料

磁流體是磁性材料應(yīng)用的一個(gè)典型。

磁流體——是使強(qiáng)磁性超微粒子外包裹一層長(zhǎng)鏈的表面活性劑，穩(wěn)定地分散在基液中形成的膠體。磁流體的特性——具有固體的強(qiáng)磁性和液體的流動(dòng)性。磁流體的應(yīng)用：磁密封、磁液揚(yáng)聲器、磁記錄等。此外，還可作為光快門(mén)、光調(diào)節(jié)器、激光磁愛(ài)滋病毒檢測(cè)儀等儀器儀表材料；抗瘤藥物、磁性載體、細(xì)胞磁分離介質(zhì)、復(fù)印機(jī)墨粉、磁性墨水等材料。新型材料的分類(lèi)納米材料納米隱身涂料

納米機(jī)器人——“納米微型軍”

過(guò)去，人們一提軍事和國(guó)防，就會(huì)想到飛機(jī)、大炮、導(dǎo)彈，但是納米技術(shù)的發(fā)展，改變了人們的觀點(diǎn)。納米隱身涂料為兵器的隱身技術(shù)提供了物理基礎(chǔ)。

“納米微型軍”的成員就更多了，比如說(shuō)，“螞蟻士兵”，這是一種通過(guò)聲波控制的納米型機(jī)器人，這些機(jī)器人比螞蟻還要小，但其具有驚人的破環(huán)力。與傳統(tǒng)武器相比，納米武器實(shí)現(xiàn)了高智能化，幾個(gè)人就可以隨身攜帶了，而且隱蔽性更好，安全性更高，這真可謂“撒豆成兵。

新型材料的分類(lèi)納米材料能源材料信息材料納米材料生物材料新型材料的分類(lèi)（1）狹義：生物材料是指生物醫(yī)用材料，是一類(lèi)用于診斷、治療、修復(fù)或替換人體組織、器官或增進(jìn)其功能的新型高技術(shù)材料。（2）廣義：生物材料還包括生物仿生材料，是指受生物啟發(fā)或者模仿生物的各種特性而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的具有超高性能或特殊功能的新型結(jié)構(gòu)或功能材料。生物材料定義：新型材料的分類(lèi)生物材料定義新型材料的分類(lèi)生物材料發(fā)展歷程2.根據(jù)材料的屬性分類(lèi)：1）生物醫(yī)用金屬材料2）生物醫(yī)用高分子材料：3）生物醫(yī)用無(wú)機(jī)非金屬材料或稱(chēng)為生物陶瓷4）生物醫(yī)用復(fù)合材料5）生物衍生材料1.根據(jù)材料的生物性能分類(lèi)：1）生物惰性材料：在生物環(huán)境中能保持穩(wěn)定,不發(fā)生或僅發(fā)生微弱化學(xué)反應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)材料；2）生物活性材料：能誘出或調(diào)節(jié)生物活性的生物醫(yī)學(xué)材料。新型材料的分類(lèi)生物材料生物醫(yī)用金屬材料生物醫(yī)用金屬材料,是一類(lèi)生物惰性材料,具有高機(jī)械強(qiáng)度和抗疲勞性能,是臨床應(yīng)用最廣泛的承力植入材料。鎂基合金新型材料的分類(lèi)生物材料生物醫(yī)用高分子材料醫(yī)用高分子材料是生物醫(yī)學(xué)材料中發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛、用量最大的材料,也是一個(gè)正在迅速發(fā)展的領(lǐng)域。它有天然產(chǎn)物和人工合成兩個(gè)來(lái)源，按性質(zhì)可分為非降解型和可生物降解型兩類(lèi)。人工心臟人造皮膚人工肺人工腎新型材料的分類(lèi)生物材料生物醫(yī)用無(wú)機(jī)非金屬材料（生物陶瓷）羥基磷灰石生物活性人工骨生物醫(yī)用無(wú)機(jī)非金屬材料,又稱(chēng)生物陶瓷。包括陶瓷、玻璃、碳素等無(wú)機(jī)非金屬材料。此類(lèi)材料化學(xué)性能穩(wěn)定,具有良好的生物相容性。生物陶瓷血管生物陶瓷骨體新型材料的分類(lèi)生物材料生物醫(yī)用復(fù)合材料生物醫(yī)用復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同材料復(fù)合而成的生物醫(yī)用材料。主要用于修復(fù)或替換人體組織、器官或增進(jìn)其功能以及人工器官的制造。可穿戴醫(yī)療設(shè)備新型材料的分類(lèi)生物材料生物衍生材料生物衍生材料的主要成分是活性生物組織,用于人工心臟瓣膜、皮膚掩膜、骨修復(fù)體、血管化學(xué)修復(fù)體等。將活性生物組織處理改性成無(wú)活性生物材料,其結(jié)構(gòu)與人體組織極為相似,生物相容性好,但目前仍處于剛起步階段。組織工程人耳新型材料的分類(lèi)生物材料組織再生修復(fù)材料及技術(shù)影響未來(lái)人類(lèi)生活的生物材料領(lǐng)域組織工程原理示意圖體內(nèi)組織工程概念示意圖組織工程產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了最開(kāi)始的快速發(fā)展期以及2000年初的發(fā)展瓶頸期，雖然至今已有30年的歷史，但組織工程上市產(chǎn)品仍然屈指可數(shù)。美國(guó)FDA批準(zhǔn)了組織工程化皮膚及軟骨等7個(gè)產(chǎn)品，中國(guó)SFDA批準(zhǔn)了組織工程皮膚產(chǎn)品。目前，組織工程產(chǎn)品開(kāi)發(fā)遇到的最大挑戰(zhàn)是其生物安全性和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定的問(wèn)題。組織工程醫(yī)療器械產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化工作不僅在我國(guó)，乃至在國(guó)際范圍內(nèi)都一直落后于組織工程產(chǎn)品的研發(fā)，因此也嚴(yán)重限制其臨床轉(zhuǎn)化和上市進(jìn)程。我國(guó)在2013年成立了全國(guó)外科植入物和矯形器械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織工程醫(yī)療器械產(chǎn)品分技術(shù)委員會(huì)，旨在推進(jìn)組織工程醫(yī)療器械產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)程，促進(jìn)國(guó)內(nèi)組織工程醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的成員，加強(qiáng)國(guó)際合作，積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。隨著標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的加快，組織工程產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定和發(fā)布必將極大推進(jìn)組織工程產(chǎn)品的上市進(jìn)程。預(yù)計(jì)未來(lái)10-20年內(nèi)，組織工程產(chǎn)業(yè)將形成穩(wěn)定的市場(chǎng)。新型材料的分類(lèi)生物材料腫瘤多模式診療材料及技術(shù)影響未來(lái)人類(lèi)生活的生物材料領(lǐng)域現(xiàn)代腫瘤治療技術(shù)近年來(lái)，腫瘤治療的主要技術(shù)手段有：手術(shù)治療、藥物化療、放射治療、熱療、光動(dòng)力治療、免疫治療、基因治療等。設(shè)計(jì)制備多功能治療介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)腫瘤治療一體化的目標(biāo)。近幾年來(lái)，腫瘤的多學(xué)科綜合治療，即多學(xué)科綜合治療協(xié)作組同時(shí)引起來(lái)業(yè)界的重視。這個(gè)以病人為中心的多學(xué)科治療模式結(jié)合了腫瘤外科醫(yī)生、腫瘤內(nèi)科醫(yī)生、腫瘤放射治療醫(yī)生、病理醫(yī)生、放射診斷醫(yī)生、腫瘤基礎(chǔ)研究人員、普通內(nèi)科醫(yī)生、護(hù)士、社會(huì)工作者等角色的優(yōu)勢(shì)高效獲得腫瘤治療的最佳方法，極大的縮短了從診斷到治療的時(shí)間，保證了綜合治療的高效運(yùn)行。新型材料的分類(lèi)生物材料生物3D打印材料及技術(shù)3D打印的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用3D打印也稱(chēng)為增材制造，是一門(mén)以數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)文件為基礎(chǔ)，將材料逐層沉積或黏合以構(gòu)造成三維物體的新興的快速成型技術(shù)。生物3D打印是將工業(yè)3D打印技術(shù)與生物材料和醫(yī)學(xué)技術(shù)相結(jié)合，以生物材料和/或細(xì)胞、蛋白和基因物質(zhì)為打印原料，進(jìn)行組織和器官的仿生重建。生物3D打印技術(shù)的出現(xiàn)為個(gè)性化醫(yī)療帶來(lái)了令人矚目的突破和發(fā)展?jié)摿?。新型材料的分?lèi)生物材料納米生物材料及生物傳感技術(shù)納米材料和納米技術(shù)用于藥物的靶向運(yùn)輸和癌癥治療。如圖所示為包載藥物的表面功能化修飾的納米水凝膠微膠囊，用于針對(duì)特定癌細(xì)胞的靶向藥物輸運(yùn)和癌癥治療。新型材料的分類(lèi)生物材料生物材料發(fā)展需要解決的重要問(wèn)題過(guò)去二三十年，雖然我國(guó)的生物材料發(fā)展成績(jī)顯著，但是整體水平和規(guī)模都和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家差距巨大，我國(guó)的生物材料發(fā)展還任重而道遠(yuǎn)，需要解決很多急迫的問(wèn)題。（1）我國(guó)生物材料產(chǎn)業(yè)中低端占據(jù)主體地位，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小、技術(shù)裝備落后、規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)尚未形成、缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。（2）科技成果轉(zhuǎn)化能力低，產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)，產(chǎn)品技術(shù)結(jié)構(gòu)落后，技術(shù)高端產(chǎn)品70%以上依靠進(jìn)口。（3）高科技產(chǎn)品太少。中國(guó)醫(yī)療器械的總體水平與國(guó)際先進(jìn)水平的差距約為15年。（4）完整的產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成。（5）缺乏產(chǎn)業(yè)化接軌機(jī)制，風(fēng)險(xiǎn)投資出口狹窄，融資渠道不暢通，缺乏成果產(chǎn)業(yè)化及企業(yè)技術(shù)改造資金。（6）管理部門(mén)缺乏協(xié)調(diào)機(jī)制。新型材料的分類(lèi)生物材料政府決策及建議（1）繼續(xù)加強(qiáng)國(guó)家投入。（2）有序建設(shè)全面系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局。（3）促進(jìn)生物材料的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。（4）推進(jìn)區(qū)域新材料產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。（5）加強(qiáng)國(guó)際合作。（6）抓住精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合大數(shù)據(jù)和工業(yè)3.0時(shí)代的特點(diǎn)，引導(dǎo)和扶持生物材料中新興材料和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。新型材料的分類(lèi)生物材料展望及存在的問(wèn)題存在問(wèn)題

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平不斷提升，在個(gè)別領(lǐng)域已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)加快布局，宏觀發(fā)展環(huán)境積極改善，為下一步加快發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。新材料己成為我國(guó)“工業(yè)強(qiáng)基”的四大支柱之一，同時(shí)，“中國(guó)制造2025”也亟需大量新材料。但總體來(lái)看，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)與世界先進(jìn)水平相比仍有較大差距，發(fā)展過(guò)程中還存在一些突出矛盾和問(wèn)題，這己成為制約新材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的瓶頸，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。一、頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不夠，存在低水平重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象

從目前國(guó)內(nèi)各地區(qū)發(fā)布的新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)劃來(lái)看，相關(guān)產(chǎn)業(yè)布局頂層設(shè)計(jì)不足，沒(méi)有立足于自身?xiàng)l件和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行合理定位和差異化分工，存在著嚴(yán)重的趨同現(xiàn)象。一些產(chǎn)業(yè)己出現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈上游的產(chǎn)品無(wú)法在下游使用，致使上游產(chǎn)能過(guò)剩、下游市場(chǎng)有效供給不足的現(xiàn)象。此外，盲目跟風(fēng)式投入依然沒(méi)有得到有效遏制，其結(jié)果不僅會(huì)造成重復(fù)建設(shè)和產(chǎn)能過(guò)剩，還會(huì)影響到產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。

二、原始創(chuàng)新能力不足。共性技術(shù)研發(fā)與支撐能力不強(qiáng)，高端產(chǎn)品自給率不高我國(guó)新材料原始創(chuàng)新能力不足，缺乏不同學(xué)科之間的深層次交流和原創(chuàng)性的理論研究。企業(yè)作為創(chuàng)新主體，參與創(chuàng)新研發(fā)少、生產(chǎn)跟蹤仿制多，普遍存在關(guān)鍵技術(shù)自給率低、發(fā)明專(zhuān)利少、關(guān)鍵元器件和核心部件受制于人。產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)是提高自主創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)。目前我國(guó)大多數(shù)行業(yè)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)，共性技術(shù)研發(fā)處于缺位狀態(tài)：由于缺乏良好的資源配置機(jī)制和持續(xù)有效的投入，因而無(wú)法在技術(shù)源頭上支撐自主創(chuàng)新。此外，我國(guó)新材料沒(méi)有形成大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的材料牌號(hào)與體系；通用基礎(chǔ)原材料的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范和材料工藝質(zhì)量控制規(guī)范尚不完善；缺少符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的新材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—制造—評(píng)價(jià)共享數(shù)據(jù)庫(kù)，基礎(chǔ)支撐體系缺位。多數(shù)企業(yè)仍在“引進(jìn)—加工生產(chǎn)—再引進(jìn)—再加工生產(chǎn)”的怪圈里掙扎，使得“中國(guó)制造”產(chǎn)品中缺乏“中國(guó)創(chuàng)造”元素，只能依靠廉價(jià)銷(xiāo)售與低層次競(jìng)爭(zhēng)尋找出路，這在很大程度上制約了新材料產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。三、新材料投資分散，產(chǎn)業(yè)鏈不夠完整目前，我國(guó)部分新材料領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不夠合理，新材料產(chǎn)業(yè)投資支持的是一些“點(diǎn)”，尚未形成以點(diǎn)帶線(xiàn)、以線(xiàn)帶面的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。國(guó)家更愿意把扶持資金投入到國(guó)有企業(yè)和科研院所，對(duì)民營(yíng)企業(yè)雖然從政策上鼓勵(lì)參與競(jìng)爭(zhēng)，但從操作層面上看，民營(yíng)企業(yè)進(jìn)入國(guó)家大型項(xiàng)目壁壘重重。此外，作為發(fā)展主體的新材料企業(yè)普遍規(guī)模較小，產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，投資分散，成果轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)業(yè)鏈不夠完整。有些行業(yè)的新材料企業(yè)大多集中在中下游環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)配套能力不強(qiáng)。

四、政策及保障機(jī)制難以適應(yīng)新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求

新材料產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重點(diǎn)領(lǐng)域存在著“老辦法管新事物”的現(xiàn)象，創(chuàng)新產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)困難。行政審批周期長(zhǎng)(如醫(yī)療產(chǎn)品)阻礙了企業(yè)創(chuàng)新的積極性。對(duì)于開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較大的項(xiàng)目，缺少資金保障機(jī)制的支持。市場(chǎng)的準(zhǔn)入機(jī)制也存在一定的缺陷。此外，新材料產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺(tái)尚未建立，風(fēng)險(xiǎn)投資、中介服務(wù)不能滿(mǎn)足企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的需求。新材料成果轉(zhuǎn)化和工程化過(guò)程需要大量投入，但面向工程化服務(wù)的多元化投融資體系和中介服務(wù)體系尚不完善，制約了新材料創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

加快發(fā)展我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)的政策建議面向信息、高端裝備與制造、綠色低碳、生物和數(shù)字創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)以及重大工程的需求，應(yīng)加強(qiáng)新材料產(chǎn)業(yè)的提質(zhì)增效和協(xié)同應(yīng)用，提高新材料的基礎(chǔ)支撐能力，推進(jìn)新材料融入全球高端制造供應(yīng)鏈。同時(shí)，進(jìn)一步提高重大關(guān)鍵新材料的自給率，布局前沿新材料研發(fā)，形成一批具有前瞻性的創(chuàng)新成果，加快實(shí)現(xiàn)我國(guó)從材料大國(guó)向材料強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，為此提出如下建議。一、加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，完善產(chǎn)業(yè)政策加強(qiáng)國(guó)家對(duì)新材料基礎(chǔ)研究的投入，高度重視當(dāng)前處于研發(fā)階段的前沿新材料，適度超前安排。著力突破新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工程化問(wèn)題，提高新材料的基礎(chǔ)支撐能力。加快完善有利于推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的政策和法規(guī)體系，制定新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)目錄和投資指南，建立相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，完善產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、資金鏈。遵循“誰(shuí)投資、誰(shuí)負(fù)責(zé)”的原則，加強(qiáng)對(duì)國(guó)有資本投資回報(bào)率的監(jiān)管；突出國(guó)家對(duì)重點(diǎn)行業(yè)的聚焦支持，防止出現(xiàn)“投資碎片化