未來十大最具潛力新材料
作者： 發布于：2014/7/17 20:01:47 點擊量：
石墨烯或將(jiang)徹(che)底(di)改(gai)變21世紀(ji)。據相關專家分析，用石墨烯取代硅(gui)，計算機(ji)處理器的運(yun)行速度(du)將(jiang)會快數百倍。
《新材(cai)料產業十二五規劃》為許多(duo)的(de)材(cai)料在中國(guo)未來的(de)發展指明了方向，本期將(jiang)沉(chen)淀前段(duan)時間(jian)一(yi)直以來材(cai)料科學的(de)調查研(yan)究(jiu)精華(hua)，為跨(kua)越(yue)三個階段(duan)的(de)新材(cai)料研(yan)究(jiu)列(lie)出期終(zhong)榜單。
2012年，工信部(bu)發(fa)布的(de)《新(xin)材(cai)料產(chan)業十二(er)五發(fa)展規劃》將石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)作為前沿新(xin)材(cai)料之一。國家科(ke)技重(zhong)大(da)專項(xiang)、國家973計劃也圍繞石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)部(bu)署了一批重(zhong)大(da)項(xiang)目(mu)。業內人士估計，石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)規模未來能(neng)達(da)到萬億元以(yi)上。
另(ling)一個(ge)火熱的新材料，是碳纖維(wei)及(ji)其復合材料。
隨著低碳(tan)經(jing)濟的不斷發展，碳(tan)纖(xian)維(wei)產品的需求也將不斷攀升。碳(tan)纖(xian)維(wei)強度大、密度低、線膨(peng)脹系數(shu)小等(deng)特性使之(zhi)在(zai)飛機制造等(deng)軍工(gong)領(ling)域、汽車(che)和醫療器械等(deng)工(gong)業(ye)領(ling)域、高爾(er)夫球棒和自行車(che)等(deng)體育(yu)休(xiu)閑領(ling)域備受追捧。
第三種(zhong)新材料，是(shi)輕型(xing)(xing)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，主(zhu)要包括鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)、鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)和鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。這三種(zhong)輕型(xing)(xing)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)由于(yu)輕量(liang)化(hua)、高(gao)強度(du)等特點，已經(jing)在越(yue)來(lai)越(yue)多的領域開(kai)始取(qu)代傳統的鋼才(cai)和重(zhong)(zhong)型(xing)(xing)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)。據(ju)資料顯示(shi)，近年來(lai)我國批量(liang)生產(chan)的軍(jun)用(yong)飛機(ji)機(ji)體和發(fa)動機(ji)用(yong)鈦質量(liang)合(he)(he)(he)計占比達25%，而F-22鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)占比更是(shi)高(gao)達41%.預計到2015年，關鍵(jian)新合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)品種(zhong)開(kai)發(fa)取(qu)得重(zhong)(zhong)大(da)突破(po)，形(xing)成高(gao)端鋁合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材30萬噸(dun)(dun)、高(gao)端鈦合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)材2萬噸(dun)(dun)、高(gao)強鎂(mei)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)壓鑄及型(xing)(xing)材和板材15萬噸(dun)(dun)的生產(chan)能力。
第四(si)種(zhong)新材(cai)料是功能性膜(mo)(mo)材(cai)料。根據(ju)科(ke)技(ji)部《高性能膜(mo)(mo)材(cai)料科(ke)技(ji)發展十(shi)二五(wu)專項(xiang)規劃》，預期(qi)至2015年膜(mo)(mo)產業結構達千億元規模，十(shi)二五(wu)期(qi)間年均增(zeng)長(chang)率30%，市場前景廣闊。
此(ci)外(wai)，碳納(na)米(mi)管、超導材料(liao)、半導體材料(liao)、智能(neng)材料(liao)、生物(wu)材料(liao)和(he)特(te)種玻璃都是(shi)目前最為火熱和(he)最具潛力的新(xin)材料(liao)品(pin)種。
新材料(liao)(liao)中，石墨烯(xi)是(shi)目前發(fa)現(xian)的(de)最薄、最堅硬、導(dao)電導(dao)熱性能最強的(de)一種新型(xing)納(na)米材料(liao)(liao)。石墨烯(xi)被稱(cheng)為(wei)黑(hei)金，是(shi)新材料(liao)(liao)之(zhi)王，科學家(jia)甚至預言石墨烯(xi)將徹(che)底改變21世紀(ji)。
有(you)趣的是(shi)，石墨(mo)烯誕生并(bing)沒有(you)使(shi)用(yong)高大上(shang)的科學(xue)技術(shu)，而是(shi)由英(ying)國曼徹(che)斯特大學(xue)的兩位科學(xue)家用(yong)透明(ming)膠帶從(cong)石墨(mo)晶(jing)體(ti)上(shang)粘出來的。
石(shi)墨(mo)烯(xi)目前最有(you)潛(qian)力的是成為硅(gui)的替代品，制造超微型晶(jing)體(ti)(ti)管，用(yong)來生產未(wei)來的超級計算機(ji)。據(ju)相(xiang)關專家分析，用(yong)石(shi)墨(mo)烯(xi)取代硅(gui)，計算機(ji)處理器的運行速度將會快(kuai)數(shu)百(bai)倍(bei)。而(er)近(jin)日，美國麻省理工學院的科學家通(tong)過研究發現，在特(te)定情況下，石(shi)墨(mo)烯(xi)能(neng)夠被轉化成具有(you)獨(du)特(te)功能(neng)的拓撲絕緣(yuan)體(ti)(ti)。這一研究發現，有(you)望(wang)帶(dai)來一種制造量子計算機(ji)的新方(fang)法。
其(qi)次(ci)，石墨(mo)(mo)(mo)烯能(neng)助(zhu)力超(chao)級電容(rong)器、鋰離子電池(chi)的(de)發展(zhan)。據相關(guan)資料顯示(shi)，加(jia)入(ru)石墨(mo)(mo)(mo)烯材料，同等(deng)體積的(de)電容(rong)可(ke)擴充5倍以上的(de)容(rong)量，而鋰電池(chi)電極中加(jia)入(ru)石墨(mo)(mo)(mo)烯則可(ke)大幅度提高(gao)其(qi)導電性能(neng)。此外，石墨(mo)(mo)(mo)烯還(huan)可(ke)應用(yong)于(yu)電路、觸摸(mo)屏、基因測序以及制造出羽翼般(ban)超(chao)輕型飛(fei)機、超(chao)堅韌防彈衣等(deng)領(ling)域。
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