I nuovi materiali più potenziali Nel 21° Futuro

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L'industria dei materiali è l'industria di base dell'economia nazionale. I nuovi materiali sono i precursori nello sviluppo dell'industria dei materiali e un'importante industria strategica emergente.

Oggi, la rivoluzione scientifica e tecnologica si sta sviluppando rapidamente, nuovi materiali e prodotti cambiano ogni giorno che passa e l'aggiornamento industriale e la sostituzione dei materiali stanno accelerando. La nuova tecnologia dei materiali è integrata con la nanotecnologia, la biotecnologia e la tecnologia dell'informazione. L'integrazione di funzioni strutturali e materiali funzionali è ovvia. Le caratteristiche ecocompatibili del riciclaggio dei materiali a basse emissioni di carbonio, verde e rinnovabile hanno attirato molta attenzione.
Questo articolo combina i progressi della ricerca di noti istituti di ricerca e aziende in patria e all'estero, commenti sui media scientifici e ricerche hotspot del settore e seleziona 20 nuovi materiali. Di seguito sono riportate le informazioni dettagliate dei materiali correlati (in nessun ordine particolare)

1.Grafene

Sfondamento: Conducibilità insolita, resistività estremamente bassa e velocità di trasferimento degli elettroni estremamente rapida, resistenza decine di volte maggiore dell'acciaio ed eccellente trasmissione della luce.
tendenze: Il premio Nobel per la fisica nel 2010 ha creato un boom della tecnologia e dei mercati dei capitali negli ultimi anni. Nei prossimi cinque anni, sarà in display optoelettronici, semiconduttori, touch screen, dispositivi elettronici, accumulatori di energia, display, sensori, semiconduttori, aerospaziale, militare e compositi. I materiali, la biomedicina e altri campi esploderanno.
I principali enti di ricerca (aziende): Graphene Technologies, Angstron Materials, Graphene Square, il sesto elemento di Changzhou, Ningbo Moxi e così via.

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2.aerogel

Sfondamento: Elevata porosità, bassa densità, bassa conducibilità termica, eccellenti proprietà di isolamento termico.
tendenze: Nuovi materiali con un grande potenziale hanno un grande potenziale nel risparmio energetico e nella protezione dell'ambiente, nell'isolamento termico e negli elettrodomestici e nell'edilizia.
I principali enti di ricerca (aziende): Aspen USA, WR Grace, Giappone Fuji-Silysia, ecc.

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3.Nanotubo di carbonio

Sfondamento:Alta conduttività elettrica, alta conduttività termica, alto modulo di elasticità, elevata resistenza alla trazione, ecc.
tendenze:Elettrodo, supporto catalizzatore, sensore, ecc. del dispositivo funzionale.
I principali enti di ricerca (aziende): Unidym, Inc., Toray Industries, Inc., Bayer Materials Science AG, Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Shenzhen Betray, Suzhou First Element, ecc.

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4.fullereni

Sfondamento: Ha proprietà ottiche lineari e non lineari, superconduttività fullerene di metalli alcalini e simili.
tendenze: il futuro ha importanti prospettive nei campi delle scienze della vita, della medicina, dell'astrofisica, ecc. e dovrebbe essere utilizzato in dispositivi optoelettronici come convertitori ottici, conversione del segnale e memorizzazione dei dati.
I principali enti di ricerca (aziende): Michigan State University, Xiamen Funa New Materials, ecc.

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5.Lega amorfa

Sfondamento: Elevata resistenza e tenacità, eccellente permeabilità magnetica e bassa perdita magnetica, eccellente flusso di liquido.
tendenze: In trasformatori a bassa perdita ad alta frequenza, parti strutturali di apparecchiature terminali mobili, ecc.
I principali enti di ricerca (aziende): Liquidmetal Technologies, Inc., Institute of Metals, Chinese Academy of Sciences, BYD Co., Ltd., ecc.

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6.Schiuma di metallo

Sfondamento: Peso leggero, bassa densità, elevata porosità e ampia superficie specifica.
tendenze: Ha conduttività elettrica e può sostituire il campo di applicazione in cui i materiali inorganici non metallici non possono condurre elettricità; ha grandi potenzialità nel campo dell'isolamento acustico e della riduzione del rumore.
I principali enti di ricerca (aziende): Alcan (alluminio americano), Rio Tinto, Symat, Norsk Hydro, ecc.

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7.Liquido ionico

Sfondamento: Con elevata stabilità termica, ampio intervallo di temperatura del liquido, acidità e alcalinità regolabili, polarità, capacità di coordinazione e così via.
tendenze: Ha ampie prospettive di applicazione nel campo della chimica verde, nonché nei campi della biologia e della catalisi.
I principali enti di ricerca (aziende): Solvent Innovation, BASF, Istituto di fisica di Lanzhou, Accademia cinese delle scienze, Università di Tongji, ecc.

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8.Nanocellulosa

Sfondamento: Ha una buona biocompatibilità, ritenzione idrica, un'ampia gamma di stabilità del pH, struttura a nano-mesh ed elevate proprietà meccaniche.
tendenze: C'è grande prospettiva in biomedicina, potenziatore, industria della carta, purificazione, alimenti compositi conduttivi e inorganici e compositi magnetici industriali.
I principali enti di ricerca (aziende): Cellu Force (Canada), US Forest Service, Innventia (Svezia), ecc.

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9.Perovskite a nanopunti

Sfondamento: Le perovskiti a nanopunti hanno una magnetoresistenza gigante, un'elevata conduttività ionica e una catalisi per l'evoluzione e la riduzione dell'ossigeno.
tendenze: Il futuro ha un grande potenziale nei campi della catalisi, dell'immagazzinamento, dei sensori e dell'assorbimento della luce.
I principali enti di ricerca (aziende):Epri, AlfaAesar, ecc.

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103D materiale di stampa

Sfondamento:Cambiando i metodi di lavorazione delle industrie tradizionali, è possibile realizzare velocemente lo stampaggio di strutture complesse.
tendenze: Il rivoluzionario metodo di stampaggio ha grandi prospettive nei campi della formatura di strutture complesse e della lavorazione rapida.
I principali enti di ricerca (aziende):Oggetto, 3D Systems, Stratasys, Huaying Hi-Tech, PTJ Shop, ecc.

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11Vetro flessibile
Sfondamento: Cambia la rigidità e la fragilità del vetro tradizionale per realizzare l'innovazione rivoluzionaria del vetro.
tendenze: In futuro, il settore degli espositori flessibili e delle attrezzature pieghevoli ha grandi prospettive.
I principali enti di ricerca (aziende): Corning, Germania, Gruppo SCHOTT, ecc.

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12Materiale autoassemblante (autoriparante)

Sfondamento: L'autoassemblaggio delle molecole del materiale realizza l'“intelligenza” del materiale stesso, modifica i precedenti metodi di preparazione del materiale e realizza la formazione spontanea di una certa forma e struttura del materiale stesso.
tendenze: La modifica dei metodi tradizionali di preparazione e riparazione dei materiali avrà grandi prospettive nei settori dei dispositivi molecolari, dell'ingegneria delle superfici e delle nanotecnologie.
I principali enti di ricerca (aziende): Università di Harvard, ecc.

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13Bioplastica degradabile

Sfondamento: Naturalmente degradabili, le materie prime provengono da risorse rinnovabili, modificando la dipendenza della plastica tradizionale dalle risorse fossili come petrolio, gas naturale e carbone e riducendo l'inquinamento ambientale.
tendenze: Il futuro della sostituzione della plastica tradizionale ha grandi prospettive.
I principali enti di ricerca (aziende): Natureworks, Basf, Kaneka, ecc.

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14Composito di titanio e carbonio

Sfondamento: Con elevata resistenza, bassa densità ed eccellente resistenza alla corrosione, ha prospettive illimitate nelle applicazioni aeronautiche e civili.
tendenze: In futuro, ha un ampio potenziale in applicazioni ambientali come leggerezza, alta resistenza e resistenza alla corrosione.
I principali enti di ricerca (aziende): Harbin Institute of Technology e così via.

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15Materiale super

Sfondamento: Ha proprietà fisiche che i materiali convenzionali non hanno, come permeabilità magnetica negativa, costante dielettrica negativa e simili.
tendenze: Modificando il tradizionale concetto di lavorazione secondo la natura dei materiali, in futuro le caratteristiche dei materiali potranno essere progettate secondo le esigenze, e le potenzialità sono illimitate e rivoluzionarie.
I principali enti di ricerca (aziende): Boeing, Kymeta, Shenzhen Guangqi Research Institute, ecc.

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16Materiale superconduttore

Sfondamento: In futuro, se supereremo la tecnologia dei superconduttori ad alta temperatura, dovremmo risolvere i problemi della perdita di trasmissione di potenza, del riscaldamento dei dispositivi elettronici e della nuova tecnologia di sospensione magnetica della trasmissione verde.
I principali enti di ricerca (aziende): Sumitomo, Giappone, Bruker, Accademia cinese delle scienze, ecc.

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17Leghe a memoria di forma

Sfondamento: Dopo la preformatura, dopo essere stato costretto a deformarsi dalle condizioni esterne, viene riportato alla sua forma originale dopo determinate condizioni e si realizza il disegno reversibile e l'applicazione della deformazione del materiale.
tendenze: C'è un grande potenziale nella tecnologia spaziale, nelle apparecchiature mediche, nelle apparecchiature meccaniche ed elettroniche e in altri campi.
I principali enti di ricerca (aziende): Ricerca nuovi materiali, ecc.

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18Materiale magnetostrittivo

Sfondamento: Sotto l'azione di un campo magnetico, può produrre proprietà di allungamento o compressione e realizzare l'interazione tra deformazione del materiale e campo magnetico.
tendenze: È ampiamente utilizzato nei settori dei dispositivi strutturali intelligenti, dispositivi di assorbimento degli urti, strutture di trasduzione, motori ad alta precisione, ecc. In alcune condizioni, le sue prestazioni sono superiori a quelle della ceramica piezoelettrica.
I principali enti di ricerca (aziende): American ETREMA, British Rare Earth Products, Sumitomo Light Metal Co., ecc.

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19Materiale fluido magnetico (elettrico)

Sfondamento: È liquido, combina le proprietà magnetiche dei materiali magnetici solidi e la fluidità dei liquidi. Ha le caratteristiche e le applicazioni che i tradizionali materiali magnetici sfusi non hanno.
tendenze: Utilizzato in sigillatura magnetica, refrigerazione magnetica, pompa di calore magnetica e altri campi, cambiando i tradizionali metodi di sigillatura e raffreddamento.
I principali enti di ricerca (aziende): American ATA Application Technology Company, Japan Matsushita, ecc.

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20Gel polimerico intelligente

Sfondamento: Può percepire i cambiamenti nell'ambiente circostante e rispondere, con caratteristiche di risposta biologicamente simili.
tendenze: Il ciclo di espansione-contrazione dei gel polimerici intelligenti può essere utilizzato per prodotti chimici valvolas, separazioni ad adsorbimento, sensori e materiali di memoria; la potenza fornita dal ciclo viene utilizzata per progettare "motori chimici"; la controllabilità della rete è adatta per i sistemi di somministrazione intelligente dei farmaci.
I principali enti di ricerca (aziende): Università americane e giapponesi.

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