新材料,企业及其应用

20世纪以来,新材料的使用改变着人1653类的生活习惯与生活方式。金属新材料、复合新材料、化工新材料、信息新材料、纤维新材料等丰富多彩。新建筑材料的出现,为人类创造了更加美观而舒适的居住条件。新材料还促进了交通运输条件的改善,它使得火车与飞机更加快捷,而汽车则为人类的个性化生活提供了前提条件。生物材料为人类提供了新的医疗手段,同时也为人类提供了新的健康概念。新的合成纤维的出现,使人类超越自然纤维单一途径获取更加丰富多彩的纺织品和服装;具有各种特殊功能的合成冼涤剂,使人类的生活更加清洁;信息材料的发展,丰富了人类的通信手段,改变着人们的交流方式,而且深刻地影响着人类的生活方式,它不仅使人们能够在现实空间,而且能够在虚拟空间里创造自己的个性化生活。新材料还为人类的航空航天事业提供了前提条件,为人类实现拓展生存空间和消解人类孤独提供可能的机会。

材料及新材料的定义

材料是可以用来直接制造有用物件,构件或器件的物质。其形态可以是固体、液体、气体;

新材料是指新出现的或正在发展中的,具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料;或采用新技术(工艺,装备),使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料;一般认为满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新材料的范畴。

新材料战略性
新材料是战略性新兴产业发展的支撑和保障,更是推动技术创新的先导。十二五期间,新材料发展将围绕国民经济和社会发展重大需求,以加快材料工业省级换代为主攻方向,以提高新材料自主创新能力为核心,以新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料为发展重点,通过产学研用相结合,大力推进科技含量高、市场前景广、带动作用强的新材料产业规模化发展,加快完善新材料产业创新发展政策体系,为战略性新兴产业发展、国家重大工程建设和国防科技工业提供支撑和保障。

 新材料为人类的生活提供了最基本的服务,新材料在种类上的扩展和功能上的发掘,为工业经济的持续发展提供了必不可少的支持,从而极大地推动了人类社会的发展,而且,随着新工艺与新技术的迅速发展,新材料产业对于现代生活的影响远不止于此。

当今,科技革命发展迅猛,新材料产品日新月异,更新换代的步伐明显加快。新材料技术与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合,结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显,低碳、高性能、绿色、可再生循环等环境友好特性倍受关注。

《揭秘未来100大潜力新材料(2019年版)》是新材料在线®综合国内外知名研究机构和企业的研究进展,本着重大性、颠覆性、引领性、基础性四大原则,从电子信息功能材料、先进复合材料、特种功能材料、高性能金属材料、关键原材料等几大领域中遴选出100种未来超具发展潜力的新材料

一:先进基础材料(共计252家)

1、先进钢铁材料(共计12家)2、先进有色金属材料(共计39家)铜及铜合金(共计13家)锌及铅(共计13家)其他特种金属功能材料(共计13家)3、先进化工材料(共计118家)4、先进建筑材料(共计59家)5、先进轻纺材料(共计8家)

二、关键战略材料(共计136家)1、高端装备用特种合金(共计30家)稀土功能材料(共计20家)先进半导体及新型显示配套材料(共计16家)南大光电(300346)光电新材料(三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝、三乙基镓、二茂镁)

三、前沿新材料(共计31家)1、3D打印材料(共计10家)2、超导材料(共计10家)3、智能仿生与超材料(共计3家)4、石墨烯材料(共计8家)

  气凝胶密度极低,是世界上最轻的固体。目前,最轻的气凝胶是一种“全碳气凝胶”,密度仅有0.16mg/cm3(去除空气密度),仅为空气密度的1/6。把这种材料放在花朵上,柔软的花蕊几乎没有变形。

  气凝胶的制备过程分为两步:制备湿凝胶、将湿凝胶通过特殊手法干燥。湿凝胶最传统的制备方法是溶胶-凝胶法。将含高化学活性组分的化合物分散在溶剂中,经过水解反应生成活性单体,活性单体聚合,形成溶胶,进而生成具有一定空间结构的凝胶。此时制作出来的凝胶有点类似于果冻,紧接着将果冻状凝胶进一步进行干燥处理即可得到气凝胶。由于表面张力的作用,通常状态下,凝胶内液体的挥发会使得凝胶脆弱的骨架坍塌。而通过冷冻干燥技术进行干燥可以解决这一问题。将湿凝胶在低温冷冻,接着置于真空条件下干燥。由于冷冻过程已经使得凝胶内的液体转变为固体,之后在真空环境中以升华的形式脱离凝胶骨架,这样就可以避免了液体挥发造成骨架坍塌的问题,得到我们所期待的气凝胶。

  “气凝胶有什么用途?”相信每个人都会有这样的疑问。回答也会是各式各样,“它有着极低的热导率,可以作为超级隔热材料”“它可以用作电极”“它可以用于污染治理”

  总的来讲,气凝胶的性能主要由两部分贡献:一部分是结构,简单地说就是由多孔性质衍生出的性能,比如优良的隔热性能。用火焰隔着气凝胶对一朵花进行加热,花朵几乎没有任何损伤。此外,某些气凝胶还表现出优异的吸附性能,如“碳海绵”。气凝胶可以制作成为保温毡,具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性,有望替代玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,而“碳海绵”的吸收量是250倍左右,最高可达900倍。同时,“碳海绵”具备高弹性,被压缩80%后仍可恢复原状。这让人很容易想到用它来处理海上的漏油,将它们撒在海面上,就能把漏油迅速地吸收进来,因为有弹性,吸的油能够被压出来回收利用。有望在治理海上漏油方面发挥重要作用。

  另一部分的性能来源于构成气凝胶骨架的成分处于纳米尺度。纳米尺度粒子本身具有的某些性能,以气凝胶的形式存在时,往往会得到增强。比如锂电池的电极材料——二氧化锰(MnO2),当它以气凝胶的形式存在时,锂电池的放电性能得到了大幅度提高。

  作为一种诞生于20世纪初的材料,气凝胶本不属于最近发现的“新材料”,然而其各方面的优良特性使其受到广泛关注,这种材料的应用还需要去不断研究、探索。

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