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未來十大最具潛力新材料
作者:  发布于:2014-9-10 8:58:27  

  石墨烯或將徹底改變21世紀。據相關專家分析,用石墨烯取代矽,計算機處理器的運行速度將會快數百倍。
  《新材料産業十二五規劃》爲許多的材料在中國未來的發展指明了方向,本期將沈澱前段時間一直以來材料科學的調查研究精華,爲跨越三個階段的新材料研究列出期終榜單。
  2012年,工信部發布的《新材料産業十二五發展規劃》將石墨烯作爲前沿新材料之一。國家科技重大專項、國家973計劃也圍繞石墨烯部署了一批重大項目。業內人士估計,石墨烯規模未來能達到萬億元以上。
  另一個火熱的新材料,是碳纖維及其複合材料。
  隨著低碳經濟的不斷發展,碳纖維産品的需求也將不斷攀升。碳纖維強度大、密度低、線膨脹系數小等特性使之在飛機制造等軍工領域、汽車和醫療器械等工業領域、高爾夫球棒和自行車等體育休閑領域備受追捧。
  第三種新材料,是輕型合金,主要包括鋁合金、鎂合金和钛合金。這三種輕型合金由于輕量化、高強度等特點,已經在越來越多的領域開始取代傳統的鋼才和重型合金。據資料顯示,近年來我國批量生産的軍用飛機機體和發動機用钛質量合計占比達25%,而F-22钛合金占比更是高達41%.預計到2015年,關鍵新合金品種開發取得重大突破,形成高端鋁合金材30萬噸、高端钛合金材2萬噸、高強鎂合金壓鑄及型材和板材15萬噸的生産能力。
  第四種新材料是功能性膜材料。根據科技部《高性能膜材料科技發展十二五專項規劃》,預期至2015年膜産業結構達千億元規模,十二五期間年均增長率30%,市場前景廣闊。
  此外,碳納米管、超導材料、半導體材料、智能材料、生物材料和特種玻璃都是目前最爲火熱和最具潛力的新材料品種。
  新材料中,石墨烯是目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。石墨烯被稱爲黑金,是新材料之王,科學家甚至預言石墨烯將徹底改變21世紀。
  有趣的是,石墨烯誕生並沒有使用高大上的科學技術,而是由英國曼徹斯特大學的兩位科學家用透明膠帶從石墨晶體上粘出來的。
  石墨烯目前最有潛力的是成爲矽的替代品,制造超微型晶體管,用來生産未來的超級計算機。據相關專家分析,用石墨烯取代矽,計算機處理器的運行速度將會快數百倍。而近日,美國麻省理工學院的科學家通過研究發現,在特定情況下,石墨烯能夠被轉化成具有獨特功能的拓撲絕緣體。這一研究發現,有望帶來一種制造量子計算機的新方法。
  其次,石墨烯能助力超級電容器、锂離子電池的發展。據相關資料顯示,加入石墨烯材料,同等體積的電容可擴充5倍以上的容量,而锂電池電極中加入石墨烯則可大幅度提高其導電性能。此外,石墨烯還可應用于電路、觸摸屏、基因測序以及制造出羽翼般超輕型飛機、超堅韌防彈衣等領域。

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