Top 20 des nouveaux matériaux potentiels pour l'avenir

La technologie des nouveaux matériaux est intégrée à la nanotechnologie, à la biotechnologie et à la technologie de l'information, et la tendance à l'intégration fonctionnelle et à l'intelligence est évidente. Les matériaux à faible teneur en carbone, verts, à cycle renouvelable et autres caractéristiques respectueuses de l'environnement ont attiré beaucoup d'attention.

Dans cet article, les 20 meilleurs nouveaux matériaux (sans ordre particulier) sont sélectionnés sur la base des progrès de la recherche d'institutions et d'entreprises de recherche nationales et étrangères renommées, des revues de presse scientifiques et technologiques et de la recherche sur l'actualité de l'industrie.

1. Le graphène

Percée : conductivité électrique extraordinaire, résistivité électrique extrêmement faible et vitesse de migration rapide des électrons, résistance des dizaines de fois supérieure à celle de l'acier et excellente transmission de la lumière.

Tendance de développement : Le prix Nobel de physique 2010 a rendu le graphène très populaire sur les marchés de la technologie et des capitaux ces dernières années. Il sera utilisé dans les écrans optoélectroniques, les semi-conducteurs, les écrans tactiles, les appareils électroniques, les batteries de stockage d'énergie, les écrans, les capteurs, les semi-conducteurs, l'aérospatiale, l'armée, les matériaux composites, la biomédecine et d'autres domaines qui connaîtront une croissance explosive.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Graphene Technologies, Angstron Materials, Graphene Square, Forsman Technology, etc.

2. Aérogel

Percée : haute porosité, faible densité, légèreté, faible conductivité thermique, excellentes propriétés d'isolation thermique.

Tendance de développement : De nouveaux matériaux à fort potentiel ont un fort potentiel dans les domaines de la conservation de l'énergie et de la protection de l'environnement, de l'isolation thermique, des appareils électriques et de la construction.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Forsman Technology, W.R. Grace, Japan Fuji-Silysia, etc.

3. CNT (nano-tube de carbone)

Percée : conductivité électrique élevée, conductivité thermique élevée, module d'élasticité élevé, résistance à la traction élevée, etc.

Tendance de développement : électrodes de dispositifs fonctionnels, supports de catalyseurs, capteurs, etc.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Unidym, Inc, Toray Industries, Inc, Bayer Materials Science AG, Mitsubishi Rayon Co, Ltd, Forsman Technology, Suzhou First Element, etc.

4. Fullerène

Une percée : Propriétés optiques linéaires et non linéaires, supraconductivité des fullerènes alcalins, etc.

Tendance au développement : L'avenir offre des perspectives importantes dans les domaines des sciences de la vie, de la médecine, de l'astrophysique, etc., et devrait être utilisé dans des dispositifs optoélectroniques tels que les convertisseurs optiques, les conversions de signaux et le stockage de données.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Michigan State University, Xiamen Funa New Materials, etc.

5. Alliage amorphe

Percée : résistance et ténacité élevées, excellente perméabilité magnétique et faible perte magnétique, excellent écoulement des liquides.

Tendance de développement : transformateurs haute fréquence à faibles pertes, pièces structurelles d'équipements terminaux mobiles, etc.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Liquidmetal Technologies, Inc, Institut des métaux de l'Académie chinoise des sciences, BYD Co, Ltd, etc.

6. Mousse métallique

Une percée : Légèreté, faible densité, porosité élevée et grande surface spécifique.

Tendance au développement : Il possède une conductivité et peut remplacer les domaines d'application où les matériaux non métalliques inorganiques ne peuvent pas conduire l'électricité ; il a un grand potentiel dans le domaine de l'isolation acoustique et de la réduction du bruit.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Alcan, Rio Tinto, Symat, Norsk Hydro, etc.

7. Liquide ionique

Percée : Stabilité thermique élevée, large plage de température des liquides, ajustement de l'acide et de l'alcali, de la polarité, de la capacité de coordination, etc.

Tendance au développement : Les perspectives d'application sont vastes dans le domaine de l'industrie chimique verte, ainsi que dans le domaine de la biologie et de la catalyse.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Solvent Innovation, BASF, Institut de physique de Lanzhou, Académie chinoise des sciences, Université de Tongji, etc.

8. Cellulose nanocristalline

Percée : bonne biocompatibilité, capacité de rétention d'eau, large gamme de stabilité du pH, structure en nanoréseau et propriétés mécaniques élevées.

Tendance au développement : Il a de grandes perspectives dans les domaines de la biomédecine, des exhausteurs, de l'industrie du papier, de la purification, des composés conducteurs et inorganiques, de l'alimentation et des composés magnétiques industriels.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Cellu Force (Canada), US Forest Service (US Forest Service), Innventia (Suède), etc.

9. Pérovskite nanocristalline

Une percée : La pérovskite à nanopoints présente une magnétorésistance géante, une conductivité ionique élevée et joue un rôle de catalyseur dans la précipitation et la réduction de l'oxygène.

Tendance au développement : L'avenir présente un énorme potentiel dans les domaines de la catalyse, du stockage, des capteurs et de l'absorption de la lumière.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Epry, AlfaAesar, etc.

10. Matériaux imprimés en 3D

Une percée : La modification des méthodes de traitement industriel traditionnelles permet d'obtenir rapidement la formation de structures complexes.

Tendance de développement : Cette méthode de moulage révolutionnaire offre de grandes perspectives dans le domaine du moulage de structures complexes et du moulage à traitement rapide.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Object, 3DSystems, Stratasys, Huashu Hi-Tech, etc.

11. Verre de saule

Une percée : Changer les caractéristiques rigides et fragiles du verre traditionnel et réaliser l'innovation révolutionnaire de la flexibilité du verre.

Tendance de développement : L'avenir des écrans flexibles et des appareils pliables est prometteur.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Corning, Allemagne SCHOTT, etc.

12. Matériau auto-assemblable (autoréparable)

Une percée : Les molécules des matériaux s'auto-assemblent pour réaliser l'"intelligence" du matériau lui-même, modifier l'ancienne méthode de préparation des matériaux et faire en sorte que le matériau prenne spontanément une certaine forme et une certaine structure.

Tendance au développement : La modification des méthodes traditionnelles de préparation et de réparation des matériaux ouvrira de grandes perspectives dans les domaines des dispositifs moléculaires, de l'ingénierie des surfaces et des nanotechnologies.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Université de Harvard, etc.

13. Plastiques biodégradables

Une avancée : Naturellement dégradables, les matières premières proviennent de ressources renouvelables, ce qui modifie la dépendance des plastiques traditionnels à l'égard des ressources fossiles telles que le pétrole, le gaz naturel et le charbon, et réduit la pollution de l'environnement.

Tendance de développement : Les futurs substituts des plastiques traditionnels ont de grandes perspectives.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Natureworks, Basf, Kaneka, etc.

14. Composites titane-carbone

Une percée : Grâce à sa grande solidité, sa faible densité et son excellente résistance à la corrosion, il offre des perspectives illimitées dans les domaines de l'aviation et du génie civil.

Tendance au développement : À l'avenir, il présente un large potentiel pour les applications environnementales telles que la légèreté, la haute résistance et la résistance à la corrosion.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Institut de technologie de Harbin, etc.

15. Métamatériaux

Percée : il possède des caractéristiques physiques que les matériaux conventionnels n'ont pas, telles qu'une perméabilité et une permittivité négatives.

Tendance de développement : Modifier le concept traditionnel de traitement en fonction de la nature des matériaux. À l'avenir, les caractéristiques des matériaux pourront être conçues en fonction des besoins.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Boeing, Kymeta, Shenzhen Guangqi Research Institute, etc.

16. Matériaux supraconducteurs

Percée : à l'état supraconducteur, le matériau présente une résistance nulle, aucune perte de courant et des propriétés antimagnétiques dans un champ magnétique.

Tendance de développement : Si des percées dans la technologie supraconductrice à haute température sont attendues à l'avenir, elles devraient permettre de résoudre des problèmes tels que les pertes de transmission d'énergie, l'échauffement des dispositifs électroniques et les nouvelles technologies vertes de suspension magnétique pour la transmission.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Sumitomo Japon, Bruker Allemagne, Académie chinoise des sciences, etc.

17. Alliage à mémoire de forme

Rupture : Après le préformage, après avoir été déformé sous l'effet de conditions extérieures, le matériau retrouve sa forme initiale sous certaines conditions, ce qui permet de réaliser la conception et l'application de la réversibilité des matériaux.

Tendance au développement : Le potentiel est énorme dans les domaines de la technologie spatiale, de l'équipement médical, de la mécatronique et d'autres domaines.

Principaux instituts de recherche (entreprises) : recherche et développement de nouveaux matériaux, etc.

18. Matériaux de magnétostriction

Percée : Sous l'action du champ magnétique, il peut produire des performances d'allongement ou de compression et réaliser l'interaction entre la déformation du matériau et le champ magnétique.

Tendance au développement : Elle est largement utilisée dans les dispositifs structurels intelligents, les dispositifs d'absorption des chocs, les structures de conversion de l'énergie, les moteurs de haute précision et d'autres domaines, et ses performances sont supérieures à celles des céramiques piézoélectriques dans certaines conditions.

Principaux instituts de recherche (entreprises) : ETMRA Corporation (États-Unis), Rare Earth Products Corporation (Grande-Bretagne), Sumitomo Light Metal Corporation (Japon), etc.

19. Matériau fluide magnétique (électrique)

Percée : État liquide, avec les propriétés magnétiques des matériaux magnétiques solides et la fluidité des liquides. Il possède des caractéristiques et des applications que les matériaux magnétiques en vrac traditionnels n'ont pas.

Tendance au développement : Elle est appliquée aux domaines du joint magnétique, de la réfrigération magnétique, de la pompe à chaleur magnétique, etc., et modifie la réfrigération étanche traditionnelle et d'autres méthodes.

Principales institutions de recherche (entreprises) : American ATA Applied Technology Corporation, Japan Panasonic, etc.

20. Gel polymère intelligent

Une percée : Peut détecter et réagir aux changements dans le milieu environnant, et possède des caractéristiques biologiques de réaction similaires.

Tendance de développement : Le cycle d'expansion-contraction du gel polymère intelligent peut être utilisé pour les valves chimiques, la séparation par adsorption, les capteurs et les matériaux de mémoire ; la puissance fournie par le cycle est utilisée pour concevoir des "moteurs chimiques" ; la contrôlabilité de la maille convient aux systèmes intelligents de libération de médicaments.

Principales institutions de recherche (entreprises) : Universités américaines et japonaises.