Топ-20 новых материалов с потенциалом на будущее! 

Научно-техническая революция развивается быстрыми темпами, новые материалы быстро меняются, а темпы модернизации промышленности и замены материалов ускоряются. Технологии новых материалов и нанотехнологии, биотехнологии, интеграция информационных технологий, структурно-функциональная интеграция, интеллектуальные функциональные материалы – тенденция очевидна, низкоуглеродистые материалы, экологичная переработка, возобновляемые источники энергии и другие экологически чистые характеристики привлекают внимание.
В этой статье обобщены результаты исследований известных отечественных и зарубежных научно-исследовательских институтов и компаний, обзоры научных и технологических СМИ и отраслевые исследования hotspot research, первоначально были отобраны 20 лучших новых материалов, ниже приведены подробные сведения о соответствующих материалах.

1. Графен
Прорыв: исключительная электропроводность, чрезвычайно низкое удельное сопротивление, очень низкая и очень высокая скорость миграции электронов, в десятки раз превышающая прочность стали, и превосходное светопропускание.
Тенденция развития: в ближайшие 5 лет ожидается взрывной рост в области оптоэлектронных дисплеев, полупроводников, сенсорных экранов, электронных устройств, аккумуляторов энергии, дисплеев, датчиков, полупроводников, аэрокосмической промышленности, композитных материалов, биомедицины и так далее.
2. Аэрогель
Прорыв: высокая пористость, низкая плотность и малый вес, низкая теплопроводность, отличные характеристики теплоизоляции и сохранения тепла.
Тенденция развития: новые материалы с высоким потенциалом, энергосбережение и защита окружающей среды, электроника и электроприборы для теплоизоляции, строительство и другие области имеют большой потенциал.
3. Пенометалл
Прорыв: легкий вес, низкая плотность, высокая пористость, большая удельная поверхность.
Тенденция развития: электропроводящие, могут заменить неорганические неметаллические материалы, которые не могут применяться в электропроводящих областях; в области звукоизоляции и шумоподавления имеет большой потенциал.
4. Биоразлагаемые биопластики
Прорыв: материалы, разлагаемые естественным путем, из возобновляемых источников, изменяющие зависимость традиционных пластмасс от ископаемых ресурсов, таких как нефть, природный газ, уголь и т.д., и снижающие загрязнение окружающей среды.
Тенденция развития: Замена традиционных пластмасс в будущем с большими перспективами.
5. Материалы для 3D-печати
Прорыв: изменение традиционных методов промышленной обработки, позволяющее быстро реализовать сложную структуру формования и т.д.
Тенденция развития: Революционный метод формования, имеющий большие перспективы в области формования сложной структуры и быстрой обработки формования.
6. Гибкое стекло
Прорыв: Изменение характеристик традиционного стекла, которое является жестким и хрупким, и внедрение инноваций в виде гибкого революционного стекла.
Тенденция развития: Большие перспективы в области гибких дисплеев и складных устройств в будущем.
7. Наноцеллюлоза
Прорыв: хорошая биосовместимость, влагоудерживающие свойства, широкий диапазон стабильности pH; структура наносеток и высокие механические свойства и т.д.
Направление развития: большие перспективы в биомедицине, армирующих материалах, бумажной промышленности, очистке, производстве электропроводящих и неорганических композиционных материалов для пищевых продуктов, промышленных магнитных комплексах.
8. углеродные нанотрубки
Достижения: высокая электропроводность, высокая теплопроводность, высокий модуль упругости, высокая прочность на растяжение и т.д..
Направление развития: электроды для функциональных устройств, носители катализаторов, сенсоры и т.д.
9. Фуллерен
Прорыв: линейные и нелинейные оптические свойства, сверхпроводимость фуллеренов щелочных металлов и т.д.
Направление развития: важные перспективы в будущем в области наук о жизни, медицины, астрофизики и т.д. Ожидается, что он будет использоваться в оптоэлектронных устройствах, таких как преобразователи света, преобразование сигналов и хранение данных.
10. Аморфные сплавы
Прорыв: высокая прочность, отличная магнитная проводимость и низкие магнитные потери, отличная текучесть жидкости.
Направление развития: высокочастотные трансформаторы с малыми потерями, конструктивные элементы для мобильного терминального оборудования и т.д.

11. Ионная жидкость
Прорыв: высокая термическая стабильность, широкий диапазон температур жидкости, регулируемая кислотность и щелочность, полярность и координационная способность.
Тенденция развития: Широкие перспективы применения в экологически чистой химической промышленности, а также в биологических и каталитических областях.
12. Кальцит с нанодотами
Прорыв: Халькогениды Nanodot обладают гигантским магнитосопротивлением, высокой ионной проводимостью и каталитическим действием на осаждение и восстановление кислорода.
Тенденция развития: В будущем они имеют большой потенциал в области катализа, хранения, сенсоров и поглощения света.
13. Материалы для самосборки (самовосстановления)
Прорыв: самосборка молекул материала, реализация собственного “интеллекта” материала, изменение прежних методов приготовления материала и реализация способности материала самостоятельно спонтанно формировать определенные формы и структуры.
Тенденция развития: изменение традиционных методов подготовки и восстановления материалов, будущее за молекулярными устройствами, инженерией поверхности, нанотехнологиями и другими областями имеет большие перспективы.
14. Титаноуглеродные композиты
Прорыв: обладает высокой прочностью, низкой плотностью, отличной коррозионной стойкостью и другими свойствами, что открывает неограниченные перспективы в авиации и других областях.
Тенденция развития: широкий потенциал для применения в легких, высокопрочных, коррозионностойких и других средах.
15. Метаматериалы
Прорыв: при этом обычные материалы не обладают физическими свойствами, такими как отрицательная магнитная проницаемость, отрицательная диэлектрическая проницаемость.
Тенденция развития: измените традиционную концепцию обработки в соответствии с природой материала, будущее может быть основано на необходимости разработки характеристик материала, неограниченного потенциала, революционности.
16. Сверхпроводящие материалы
Прорыв: в сверхпроводящем состоянии материал обладает нулевым сопротивлением, ток не пропадает, и материал проявляет антимагнетизм в магнитном поле.
Тенденция развития: ожидается, что в будущем, например, прорыв в технологии высокотемпературной сверхпроводимости, решит проблему потери мощности при передаче, нагрева электронных устройств и другие проблемы, а также новую экологичную технологию магнитной подвески трансмиссии.
17. Сплав с памятью формы
Прорыв: После предварительного формования, после вынужденной деформации под воздействием внешних условий, он затем обрабатывается при определенных условиях и восстанавливает свою первоначальную форму, реализуя обратимый к деформации дизайн и применение материалов.
Тенденция развития: огромный потенциал в космической технике, медицинских приборах, механическом и электронном оборудовании и других областях.
18. Магнитострикционные материалы
Прорыв: Под действием магнитного поля можно добиться удлинения или сжатия, реализуя взаимодействие между деформацией материала и магнитным полем.
Тенденция развития: в области интеллектуальных конструкционных устройств широко используются устройства для гашения вибраций, преобразовательные конструкции, высокоточные двигатели и т.д., которые при определенных условиях по своим характеристикам превосходят пьезоэлектрическую керамику.
19. Материалы для магнитных (токовых) корпусов
Прорыв: они похожи на жидкость, обладают как магнитными свойствами твердых магнитных материалов, так и текучестью жидкости, при этом традиционные материалы для магнитных блоков не обладают такими характеристиками и областями применения.
Тенденция развития: применяется в магнитных уплотнениях, магнитном охлаждении, магнитных тепловых насосах и других областях, меняя традиционные методы герметизации холодильных камер и другие способы.
20. Интеллектуальный полимерный гель
Прорыв: способен улавливать изменения в окружающей среде и реагировать на них с характеристиками, подобными биологическим.
Тенденция развития: цикл расширения-сжатия интеллектуального полимерного геля может быть использован для химических клапанов, адсорбции и разделения, датчиков и материалов с памятью; мощность, обеспечиваемая циклом, используется для создания “химического двигателя”; управляемость сетки подходит для интеллектуальной системы высвобождения лекарственных средств.