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包括:
石墨烯、碳纤维、轻型合金、碳纳米管、超导材料、半导体材料、功能薄膜、智能材料、生物材料、特种玻璃。
【石墨烯】
石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。石墨烯被称为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪。” 有趣的是,石墨烯诞生并没有使用“高大上”的科学技术,而是由英国曼彻斯特大学的两位科学家用透明胶带从石墨晶体上“粘”出来的。石墨烯目前最有潜力的是成为硅的替代品,制造超微型晶体管,用来生产未来的超级计算机。据相关专家分析,用石墨烯取代硅,计算机处理器的运行速度将会快数百倍。而近日,美国麻省理工学院的科学家通过研究发现,在特定情况下,石墨烯能够被转化成具有独特功能的拓扑绝缘体。这一研究发现,有望带来一种制造量子计算机的新方法。其次,石墨烯能助力超级电容器、锂离子电池的发展。据相关资料显示,加入石墨烯材料,同等体积的电容可扩充5倍以上的容量,而锂电池电极中加入石墨烯则可大幅度提高其导电性能。此外,石墨烯还可应用于电路、触摸屏、基因测序以及制造出羽翼般超轻型飞机、超坚韧防弹衣等领域。
【碳纤维】
随着低碳经济的不断发展,碳纤维产品的需求也将不断攀升。碳纤维强度大、密度低、线膨胀系数小等特性使之在飞机制造等军工领域、汽车和医疗器械等工业领域、高尔夫球棒和自行车等体育休闲领域备受追捧。而十八届三种全会改革军队和国家安全机构的决定,增强了采购国防装备和安防设备的预期,这为碳纤维行业的发展带来利好。中国军用领域对碳纤维的需求一直很大,作为现代战略武器必不可少的新材料之一,碳纤维及其复合材料大量用于战略导弹、隐身战机、现代舰艇以及非杀伤性武器等方面。
【轻型合金】
十二五期间,中国将重点发展高强轻型合金材料。该项工程目标为,到2015年,关键新合金品种开发取得重大突破,形成高端铝合金材30万吨、高端钛合金材2万吨、高强镁合金压铸及型材和板材15万吨的生产能力。2014年,是高强轻型合金达到该工程目标的冲刺年,其冲刺成果值得期待。钛合金,是一种在现代高端武器中占领重要位置的轻型合金。据资料显示,近年来我国批量生产的军用飞机机体和发动机用钛质量合计占比达25%,而F-22钛合金占比更是高达41%。钛金属由于具有高强度、延展性好、耐腐蚀、无磁性等优越性能,被广泛用于航空航天、化工、石油、电力等领域。除钛合金之外,轻型合金还主要包括铝合金和镁合金。铝合金使用较早,如今普及程度也较高,在汽车、轮船等领域经常出现。而镁合金是实用金属当中质量最轻的,是汽车实现轻量化最重要的新材料之一。
【碳纳米管】
碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学、电学和化学性能。碳纳米管除了作为模具,在内部填充金属、氧化物等物质外,还可用于纳米结构电子器件、热电材料、电池电极材料、低温高灵敏度传感器,生物分子载体、催化剂载体等领域。
【超导材料】
超导材料是在特定温度下,电阻消失的材料。超导材料并不罕见,在我们生活中很多材料,如铝、钙、硫、磷等都具有超导特性,只是要实现这些材料的超导性就必须要达到临界温度、超高压等极端条件。
近年来,超导材料所具有的零电阻、完全抗磁性和隧道效应三个特性,使之在全世界广受关注。其最广为人知的用途是用在电力网上,由于无电阻,电力网中损耗为零,将可以节省10%-20%因输送而造成的电力损耗。
【半导体材料】
最近,数字家居以及物联网的崛起惠及半导体产业的蓬勃发展。据市场研究公司IHSiSuppli报告显示,2013年,家电半导体市场增幅达到12%,规模达到26亿美元,去年这一数字为23亿美元。除此之外,半导体材料涉及的产业主要包括集成电路、LED、太阳能光伏等。
【功能薄膜】
功能薄膜属于先进高分子材料的一种,其种类较多,应用领域各异,在战略新兴产业中扮演重要角色。目前,被看好的功能薄膜主要有光学薄膜、光伏薄膜、锂电池隔膜、水处理渗透膜、高阻隔包装膜等。
【智能材料】
你想象过有一天手机揣在兜里就能充电吗?英国的科学家利用智能材料满足了人们的这一愿望。今年上半年,英国沃达丰手机公司和南安普顿大学合作研制一种便捷式充电器,只要将手机与裤袋内的接驳头相连即可充电。而该短裤是用智能面料聚合泡沫物料制成,它的作用是能将人体运动时产生的能量转化成电能。一般认为,智能材料拥有七大功能,包括传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。而这七大功能正好切合了时下火热的可穿戴设备以及4D技术,此外该材料在医疗、军工、建筑等领域也具有巨大的潜力。
【生物材料】
生物材料主要应用在医学上,目前利用生物材料已经生产出除大脑以外的人体所有的器官。在市场上已经有的产品包括人工眼角膜、心脏支架、心脏起搏器、人工硬脑膜等等。
【特种玻璃】
特种玻璃包含的光伏玻璃和超薄玻璃两个子行业也迎来发展先机。随着移动设备产业的发展,对高性能玻璃的需求也越来越大,其中包括用于各种平板显示器件的平板玻璃,用于光的折射、透射等方面的传光玻璃。此外,微晶玻璃还应用在太阳能基板、集成电路基板和人工骨齿等方面。


来自Android客户端1楼2017-05-15 12:45回复
    【图片】当全球因石墨烯(Graphene)的发现而掀起科学掏金热,这世界上还有另一个新材料值得你注意,它就是二氧化钒(VO₂),有一天将会成为一个家喻户晓的名字,因为它除了可应用在电子产品中,更可作为机械肌肉,强度是人类肌肉的 1,000 倍,能投掷比自身重 50 倍的物体。【图片】当全球因石墨烯(Graphene)的发现而掀起科学掏金热,这世界上还有另一个新材料值得你注意,它就是二氧化钒(VO₂),有一天将会成为一个家喻户晓的名字,因为它除了可应用在电子产品中,更可作为机械肌肉,强度是人类肌肉的 1,000 倍,能投掷比自身重 50 倍的物体。二氧化钒(VO₂)为金属氧化物,在低温时为绝缘体,一旦温度升高到 68℃时,形状、结构和尺寸会改变,变成极有效率的导体,如此迅速、突然的变化让它显得与众不同,美国「劳伦斯柏克莱国家实验室」(Lawrence Berkeley National Laboratory)利用这种特性,制作成一个可以像人类肌肉一样运作的扭力马达,并且力量更大,速度更快。这种机械肌肉是由长度仅几百微米的二氧化钒线圈所组成,当它被加热时,分子构形(conformation)产生变化,使原本的螺旋结构伸展扩大,接著就如同远古时期的投石车一样,以惊人的速度将物体发射出去。根据测试,这种机械肌肉能在 60 毫秒内,把比自身重 50 倍的物体,投掷到 5 倍线圈长的距离,此外其恢复力惊人,当以每分钟 20 万圈的转速进行 100 万转后,完全没有任何的功能损失。这项研究的负责人吴军强博士说:「我们制造出一个微双压电晶片零件做的双线圈,其运作方式与强扭力的肌肉一样,并用热或电热使二氧化钒相变来驱动。」他进一步指出:「用一种简单设计和无机材料,我们就在力量强度和速度上,超越目前在积体微系统中所使用的马达和促动器。」【图片】▲机械肌肉的研究负责人吴军强博士。
    (photo credit: Berkley-Labs)此二氧化钒线圈也可以应用在动作感应器(Proximity Sensor)上,当有物体接近时,它可以类似投石车的方式将物体往反方向推开,研究人员将此类比为生物体内的神经驱动反应。对於这种机械肌肉的发明,我们可能会迫不及待的将它与市面上的机器人作比较,当发现它不像那些终结者,扔车子像在扔玩具一样时,开始对它的突破性起了质疑,但研究人员提醒,目前所作的这些判断都还太早,因为它的规模只是微观尺度,而它背后的开创性发明确实带来许多了不起的科学应用,未来这种机械肌肉会应用在电子、机械等高科技产物上,并且跨足人体器官的再造上。


    来自Android客户端2楼2017-05-15 12:49
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      从最巨大的轮船、飞机到最微小的纳米机器人,从最坚硬到最柔软的材料……人类一直在努力创造着、打破着各种世界之最。这不,2013年,“世界上最轻的材料”这一纪录被我国科学家打破后,2015年,我国再次刷新纪录,制造出0.12毫克每立方厘米的最轻材料。那么,这些超轻的材料有什么作用呢?
      凝固的烟
      这种世界上最轻的材料叫气凝胶。气凝胶其实并不是最近才有,早在1931年,人们就用二氧化硅制造出了它。气凝胶的内部有很多孔隙,孔隙里面充满空气,所以非常轻。为了形容它的轻,人们还给它取了一个外号——凝固的烟。【图片】图为气凝胶


      来自Android客户端3楼2017-05-15 13:32
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