20 Material Baru Potensial Untuk Masa Depan

Teknologi material baru diintegrasikan dengan nanoteknologi, bioteknologi, dan teknologi informasi, dan tren integrasi fungsional serta kecerdasan sudah jelas. Siklus rendah karbon, hijau, terbarukan, dan karakteristik ramah lingkungan lainnya dari material ini telah menarik banyak perhatian.

Dalam artikel ini, 20 material baru teratas (tanpa urutan tertentu) dipilih berdasarkan kemajuan penelitian dari lembaga dan perusahaan penelitian dalam dan luar negeri yang terkenal, ulasan media ilmiah dan teknologi, serta penelitian industri yang sedang hangat.

1. Grafena

Terobosan: konduktivitas listrik yang luar biasa, resistivitas listrik yang sangat rendah dan kecepatan migrasi elektron yang cepat, kekuatan puluhan kali lebih besar dari baja, dan transmisi cahaya yang sangat baik.

Tren Pengembangan: Hadiah Nobel Fisika 2010 telah membuat graphene menjadi populer di dunia teknologi dan pasar modal dalam beberapa tahun terakhir. Graphene akan digunakan dalam layar optoelektronik, semikonduktor, layar sentuh, perangkat elektronik, baterai penyimpan energi, layar, sensor, semikonduktor, kedirgantaraan, militer, dan material komposit, biomedis, dan bidang lainnya akan tumbuh secara eksplosif.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Graphene Technologies, Angstron Materials, Graphene Square, Forsman Technology, dll.

2. Aerogel

Terobosan: porositas tinggi, kepadatan rendah, ringan, konduktivitas termal rendah, sifat insulasi termal yang sangat baik.

Tren pengembangan: Material baru dengan potensi besar memiliki potensi besar di bidang konservasi energi dan perlindungan lingkungan, insulasi termal dan peralatan listrik, serta konstruksi.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Forsman Technology, W.R. Grace, Jepang Fuji-Silysia, dll.

3. CNT (tabung nano karbon)

Terobosan: konduktivitas listrik yang tinggi, konduktivitas termal yang tinggi, modulus elastisitas yang tinggi, kekuatan tarik yang tinggi, dll.

Tren pengembangan: elektroda perangkat fungsional, pembawa katalis, sensor, dll.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Unidym, Inc, Toray Industries, Inc, Bayer Materials Science AG, Mitsubishi Rayon Co, Ltd, Forsman Technology, Suzhou First Element, dll.

4. Fullerene

Terobosan: Dengan sifat optik linier dan nonlinier, superkonduktivitas fullerene logam alkali, dll.

Tren pengembangan: Masa depan memiliki prospek penting di bidang ilmu kehidupan, kedokteran, astrofisika, dll., dan diharapkan dapat digunakan dalam perangkat optoelektronik seperti konverter optik, konversi sinyal dan penyimpanan data.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Michigan State University, Xiamen Funa New Materials, dll.

5. Paduan Amorf

Terobosan: kekuatan dan ketangguhan tinggi, permeabilitas magnetik yang sangat baik dan kehilangan magnetik yang rendah, aliran cairan yang sangat baik.

Tren pengembangan: transformator rugi-rugi rendah frekuensi tinggi, bagian struktural peralatan terminal bergerak, dll.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Liquidmetal Technologies, Inc, Chinese Academy of Sciences Metals Institute, BYD Co, Ltd, dll.

6. Logam busa

Terobosan: Ringan, densitas rendah, porositas tinggi, dan luas permukaan spesifik yang besar.

Tren pengembangan: Memiliki konduktivitas dan dapat menggantikan area aplikasi di mana bahan non-logam anorganik tidak dapat menghantarkan listrik; memiliki potensi besar di bidang insulasi suara dan pengurangan kebisingan.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Alcan, Rio Tinto, Symat, Norsk Hydro, dll.

7. Cairan ionik

Terobosan: Dengan stabilitas termal yang tinggi, kisaran suhu cairan yang lebar, asam dan alkali yang dapat disesuaikan, polaritas, kemampuan koordinasi, dll.

Tren pengembangan: Ini memiliki prospek aplikasi yang luas di bidang industri kimia hijau, serta di bidang biologi dan katalisis.

Institusi (perusahaan) penelitian utama: Inovasi Pelarut, BASF, Institut Fisika Lanzhou, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, Universitas Tongji, dll.

8. Selulosa kristal nano

Terobosan: dengan biokompatibilitas yang baik, kapasitas menahan air, berbagai stabilitas pH; struktur jaringan nano, dan sifat mekanik yang tinggi.

Tren pengembangan: Memiliki prospek yang bagus dalam bidang biomedis, penambah, industri kertas, pemurnian, makanan senyawa konduktif dan anorganik, dan senyawa magnetik industri.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Cellu Force (Kanada), US Forest Service (Dinas Kehutanan AS), Innventia (Swedia), dll.

9. Perovskit nanokristalin

Terobosan: Perovskit nano-dot memiliki magnetoresistensi raksasa, konduktivitas ionik yang tinggi, dan berperan sebagai katalisator dalam pengendapan dan reduksi oksigen.

Tren pengembangan: Masa depan memiliki potensi yang sangat besar di bidang katalisis, penyimpanan, sensor, dan penyerapan cahaya.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Epry, AlfaAesar, dll.

10. Bahan cetak 3D

Terobosan: Mengubah metode pemrosesan industri tradisional dapat dengan cepat mencapai pembentukan struktur yang kompleks.

Tren perkembangan: Metode pencetakan revolusioner memiliki prospek yang bagus di bidang pencetakan struktur kompleks dan pencetakan pemrosesan cepat.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Object, 3DSystems, Stratasys, Huashu Hi-Tech, dll.

11. Kaca Willow

Terobosan: Mengubah karakteristik kaca tradisional yang kaku dan rapuh dan mewujudkan inovasi revolusioner fleksibilitas kaca.

Tren pengembangan: Masa depan layar fleksibel dan perangkat yang dapat dilipat memiliki prospek yang bagus.

Institusi (perusahaan) penelitian utama: Corning, SCHOTT Jerman, dll.

12. Bahan yang dapat dirakit sendiri (dapat diperbaiki sendiri)

Terobosan: Molekul-molekul material berkumpul sendiri untuk mewujudkan "kecerdasan" material itu sendiri, mengubah metode persiapan material sebelumnya, dan mewujudkan material untuk membentuk bentuk dan struktur tertentu secara spontan.

Tren pengembangan: Mengubah metode persiapan bahan tradisional dan perbaikan bahan akan memiliki prospek yang bagus di bidang perangkat molekuler, rekayasa permukaan, dan teknologi nano.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Universitas Harvard, dll.

13. Plastik yang dapat terurai secara hayati

Terobosan: Bahan baku yang dapat terurai secara alami, berasal dari sumber daya terbarukan, mengubah ketergantungan plastik tradisional pada sumber daya fosil seperti minyak, gas alam, batu bara, dan mengurangi pencemaran lingkungan.

Tren pengembangan: Pengganti plastik tradisional di masa depan memiliki prospek yang bagus.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Natureworks, Basf, Kaneka, dll.

14. Komposit karbon titanium

Terobosan: Dengan kekuatan tinggi, kepadatan rendah, dan ketahanan korosi yang sangat baik, ia memiliki prospek tak terbatas di bidang penerbangan dan sipil.

Tren pengembangan: Di masa depan, ini memiliki potensi yang luas untuk aplikasi lingkungan, seperti ringan, kekuatan tinggi dan ketahanan terhadap korosi.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Institut Teknologi Harbin, dll.

15. Metamaterial

Terobosan: Memiliki karakteristik fisik yang tidak dimiliki oleh material konvensional, seperti permeabilitas negatif dan permitivitas negatif.

Tren pengembangan: Mengubah konsep pemrosesan tradisional sesuai dengan sifat bahan. Di masa depan, karakteristik bahan dapat dirancang sesuai dengan kebutuhan.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Boeing, Kymeta, Institut Penelitian Guangqi Shenzhen, dll.

16. Bahan superkonduktor

Terobosan: Dalam keadaan superkonduktor, material memiliki resistansi nol, tidak ada kehilangan arus, dan material menunjukkan sifat anti-magnetik dalam medan magnet.

Tren pengembangan: Jika terobosan dalam teknologi superkonduktor suhu tinggi diharapkan di masa depan, maka diharapkan dapat memecahkan masalah seperti kehilangan transmisi daya, pemanasan perangkat elektronik, dan teknologi suspensi magnetik transmisi ramah lingkungan yang baru.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Sumitomo Jepang, Bruker Jerman, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, dll.

17. membentuk paduan memori

Terobosan: Setelah pra-pembentukan, setelah dipaksa berubah bentuk oleh kondisi eksternal, itu akan dikembalikan ke bentuk aslinya setelah kondisi tertentu, untuk mewujudkan desain dan penerapan reversibilitas material.

Tren pengembangan: Memiliki potensi besar di bidang teknologi luar angkasa, peralatan medis, mekatronik, dan bidang lainnya.

Lembaga penelitian utama (perusahaan): penelitian dan pengembangan material baru, dll.

18. Bahan magnetostriksi

Terobosan: Di bawah aksi medan magnet, ini dapat menghasilkan kinerja pemanjangan atau kompresi, dan mewujudkan interaksi antara deformasi material dan medan magnet.

Tren perkembangan: Ini banyak digunakan dalam perangkat struktural cerdas, perangkat penyerapan goncangan, struktur konversi energi, motor presisi tinggi, dan bidang lainnya, dan kinerjanya lebih baik daripada keramik piezoelektrik dalam beberapa kondisi.

Lembaga penelitian utama (perusahaan): ETMRA Corporation dari Amerika Serikat, Rare Earth Products Corporation dari Inggris, Sumitomo Light Metal Corporation dari Jepang, dll.

19. Bahan cairan magnetik (listrik)

Terobosan: Wujud cair, dengan sifat magnetik bahan magnetik padat, dan fluiditas cairan. Memiliki karakteristik dan aplikasi yang tidak dimiliki oleh bahan curah magnetik tradisional.

Tren perkembangan: Ini diterapkan pada bidang segel magnetik, pendinginan magnetik, pompa panas magnetik, dll., Dan mengubah pendinginan tertutup tradisional dan metode lainnya.

Institusi (perusahaan) penelitian utama: Perusahaan Teknologi Terapan ATA Amerika Serikat, Panasonic Jepang, dll.

20. Gel polimer cerdas

Terobosan: Dapat merasakan dan merespons perubahan di lingkungan sekitar, dan memiliki karakteristik respons biologis yang serupa.

Tren perkembangan: Siklus ekspansi-kontraksi gel polimer cerdas dapat digunakan untuk katup kimia, pemisahan adsorpsi, sensor, dan bahan memori; daya yang disediakan oleh siklus digunakan untuk merancang "mesin kimia"; kemampuan kontrol jala cocok untuk sistem pelepasan obat yang cerdas.

Institusi penelitian utama (perusahaan): Universitas-universitas di Amerika dan Jepang.