Перечень 10 самых потенциальных новых материалов - графен

«Двенадцатый пятилетний план» для индустрии новых материалов указывает путь для будущего развития многих материалов в Китае. В этом выпуске журнала «Financial Affairs Weekly» на какое-то время вы узнаете о сути исследований и исследований в области материаловедения. Составьте окончательный список трех этапов исследования новых материалов.

10 наиболее многообещающих материалов на будущее, которые были выявлены в этот период, включают: графен, углеродное волокно, легкие сплавы, углеродные нанотрубки, сверхпроводящие материалы, полупроводниковые материалы, функциональные пленки, интеллектуальные материалы, биологические материалы и специальное стекло.

【Графен】

Графен - один из самых тонких, твердых и наиболее проводящих наноматериалов, обнаруженных на сегодняшний день. Графен называют «черным золотом» и «королем новых материалов». Ученые даже предсказывали, что графен «полностью изменит 21 век». "

Интересно, что графен не был рожден с использованием «высоких» технологий, а был «склеен» из кристаллов графита двумя учеными из Манчестерского университета в Великобритании.

Графен имеет наибольший потенциал, чтобы заменить кремний, создавая сверхминиатюрные транзисторы для будущих суперкомпьютеров. По мнению экспертов, при использовании графена вместо кремния компьютерные процессоры будут работать в сотни раз быстрее. Недавно ученые Массачусетского технологического института обнаружили, что при определенных условиях графен можно превратить в топологический изолятор с уникальными функциями. Ожидается, что это исследование приведет к новому способу создания квантовых компьютеров.

Во-вторых, графен может помочь в разработке суперконденсаторов и литий-ионных батарей. Согласно соответствующим данным, добавление графенового материала в том же объеме емкости может увеличить емкость более чем в 5 раз, в то время как добавление графена к электроду литиевой батареи может значительно улучшить ее проводимость. Кроме того, графен также можно использовать в схемах, сенсорных экранах, секвенировании генов, а также в производстве пернатых сверхлегких самолетов, сверхпрочных бронежилетов и других областях.

[Углеродное волокно]

С развитием низкоуглеродной экономики спрос на продукцию из углеродного волокна будет продолжать расти. Такие характеристики, как высокая прочность, низкая плотность и низкий коэффициент линейного расширения углеродного волокна, делают его популярным в военных областях, таких как производство самолетов, в промышленных областях, таких как автомобили и медицинское оборудование, а также в областях спортивного досуга, таких как клюшки для гольфа и велосипеды.

Решение 18-го пленарного заседания о реформировании вооруженных сил и органов национальной безопасности усилило ожидания в отношении закупки оборудования для национальной обороны и обеспечения безопасности, что принесло пользу развитию индустрии углеродного волокна. Спрос на углеродное волокно в военной сфере Китая всегда был очень большим. Углеродное волокно и его композитные материалы, являющиеся одним из важнейших новых материалов для современного стратегического оружия, используются в большом количестве стратегических ракет, истребителей-невидимок, современных кораблей и нелетального оружия.

[Легкий сплав]

В период 12-й пятилетки Китай сосредоточит внимание на разработке высокопрочных материалов из легких сплавов. Проект направлен на достижение крупного прорыва в разработке ключевых новых разновидностей сплавов к 2015 году, создание производственной мощности в 300000 тонн высококачественного алюминиевого сплава, 20000 тонн высококачественного титанового сплава, литье под давлением высокопрочного магниевого сплава. , а также 150 000 тонн профилей и плит. 2014 год станет годом спринта для достижения цели проекта высокопрочными легкими сплавами. Результаты его спринта достойны ожидания.

Титановый сплав - это легкий сплав, который занимает важное место в современном высокотехнологичном оружии.

По имеющимся данным, в последние годы массовая доля титана, используемого в массовом производстве корпусов и двигателей военных самолетов в Китае, достигла 25%, а доля титанового сплава F-22 достигла 41%. Металлический титан широко используется в аэрокосмической, химической, нефтяной, электроэнергетической и других областях благодаря своим превосходным свойствам, таким как высокая прочность, хорошая пластичность, коррозионная стойкость и немагнетизм.

Помимо титановых сплавов, к легким сплавам в основном относятся алюминиевые сплавы и сплавы магния. Алюминиевые сплавы использовались раньше и сейчас пользуются большой популярностью. Они часто появляются в автомобилях, кораблях и других областях.

Магниевый сплав - это самый легкий из практичных металлов, и он является одним из самых важных новых материалов для легкости автомобилей.

[Углеродные нанотрубки]

Углеродные нанотрубки, как одномерные наноматериалы, легки по весу и имеют идеальные гексагональные структурные соединения. Они обладают множеством аномальных механических, электрических и химических свойств.

Углеродные нанотрубки можно не только использовать в качестве форм, но и в качестве внутреннего наполнителя из металлов, оксидов и других веществ. Они также могут использоваться в наноструктурированных электронных устройствах, термоэлектрических материалах, материалах электродов батарей, низкотемпературных и высокочувствительных датчиках, биомолекулярных носителях и носителях катализаторов.

[Сверхпроводящий материал]

Сверхпроводящие материалы - это материалы, сопротивление которых исчезает при определенной температуре. Сверхпроводящие материалы не редкость. Многие материалы в нашей жизни, такие как алюминий, кальций, сера, фосфор и т. Д., Обладают сверхпроводящими свойствами. Однако для достижения сверхпроводимости этих материалов необходимо достичь экстремальных условий, таких как критическая температура и сверхвысокое давление.

В последние годы сверхпроводящие материалы обладают тремя характеристиками: нулевым сопротивлением, полным диамагнитным эффектом и туннельным эффектом, что делает их широко используемыми в мире. Наиболее широко используется для электрических сетей. Поскольку сопротивление отсутствует, потери в электросети равны нулю, что позволит сэкономить от 10% до 20% потерь мощности, вызванных передачей.

[Полупроводниковый материал]

В последнее время развитию цифрового дома и Интернета вещей способствовало стремительное развитие полупроводниковой промышленности. По данным исследовательской компании IHSiSuppli, рынок бытовой электроники вырос на 12% в 2013 году до 2,6 млрд долларов по сравнению с 2,3 млрд долларов в прошлом году. Кроме того, отрасли, связанные с полупроводниковыми материалами, в основном включают интегральные схемы, светодиоды и солнечную фотоэлектрическую энергию.

[функциональная пленка]

Функциональные тонкие пленки - один из самых современных полимерных материалов. У них много типов и различных областей применения, и они играют важную роль в стратегически развивающихся отраслях. В настоящее время многообещающие функциональные пленки включают в себя в основном оптические пленки, фотоэлектрические пленки, мембраны литиевых ячеек, проницаемые мембраны для очистки воды и упаковочные мембраны с высоким барьером.

[Умный материал]

Вы когда-нибудь представляли, что однажды ваш телефон можно будет зарядить, даже если он будет у вас в кармане? Британские ученые использовали интеллектуальные материалы, чтобы удовлетворить это желание.

В первой половине этого года Vodafone и Саутгемптонский университет совместно разработали удобное зарядное устройство, которое можно заряжать, подключив телефон к разъему в кармане. Шорты изготовлены из нарядной ткани с наполнителем из вспененного материала. Его роль заключается в преобразовании энергии, вырабатываемой человеческим телом, в электрическую.

Обычно считается, что интеллектуальные материалы имеют семь функций, включая функцию восприятия, функцию обратной связи, функцию распознавания и накопления информации, функцию отклика, способность самодиагностики, способность к самовосстановлению и способность к адаптации. Эти семь функций соответствуют современному оборудованию, которое можно носить в горячем состоянии, и технологии 4D. Кроме того, этот материал также имеет большой потенциал в медицинской, военной, строительной и других областях.

[Биологические материалы]

Биологические материалы в основном используются в медицине. В настоящее время биологические материалы используются для производства всех органов человеческого тела, кроме мозга. Продукты, уже доступные на рынке, включают искусственную роговицу, сердечный стент, кардиостимулятор, искусственную твердую мозговую оболочку и так далее.

【Специальное стекло】

Специальное стекло содержит фотоэлектрическое стекло и ультратонкое стекло. Две подотрасли промышленности также открыли первую возможность для развития. С развитием индустрии мобильного оборудования также вырос спрос на высококачественное стекло, включая плоское стекло для различных плоских дисплеев и светопропускающее стекло для преломления и пропускания света. Кроме того, микрокристаллическое стекло также используется в солнечных батареях, интегральных схемах и искусственных костных зубах.

Страница содержит содержимое машинного перевода.