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未来十大最具潜力新材料
2015/5/26 阅读次数:[646]

    石墨烯或将彻底改变21世纪。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。

  《新材料产业十二五规划》为许多的材料在中国未来的发展指明了方向,本期将沉淀前段时间一直以来材料科学的调查研究精华,为跨越三个阶段的新材料研究列出期终榜单。

  2012年,工信部发布的《新材料产业十二五发展规划》将石墨烯作为前沿新材料之一。国家科技重大专项、国家973计划也围绕石墨烯部署了一批重大项目。业内人士估计,石墨烯规模未来能达到万亿元以上。

  另一个火热的新材料,是碳纤维及其复合材料。

  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。

  第三种新材料,是轻型合金,主要包括铝合金、镁合金和钛合金。这三种轻型合金由于轻量化、高强度等特点,已经在越来越多的领域开始取代传统的钢才和重型合金。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%.预计到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。

  第四种新材料是功能性膜材料。根据科技部《高性能膜材料科技发展十二五专项规划》,预期至2015年膜产业结构达千亿元规模,十二五期间年均增长率30%,市场前景广阔。

  此外,碳纳米管、超导材料、半导体材料、智能材料、生物材料和特种玻璃都是目前最为火热和最具潜力的新材料品种。

  新材料中,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。

   
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