国外材料领域科技研发进展概述

《国外材料领域科技研发进展概述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、国外材料领域科技研发进展概述张琼妮1张明龙2（1.浙江财经大学东方学院，浙江海宁314408；2.台州学院经贸管理学院，浙江台州317000）摘要：本世纪以来，国外材料领域的科技研发活动非常活跃，进展迅猛，取得了大量新成果。其中主要集中在纳米材料、石墨烯、超材料、生物医用材料和智能材料等前沿材料的开发研制，同时推进高性能复合材料、先进金属材料、新型无机非金属材料和先进有机高分子材料的开发研制。教关键词：本世纪；国外材料；科技研发；新成果中图分类号：TB3文献标志码：A文章编号：1000—8772（2017）22-26

2、0-03材料是人类社会存在和发展的物质基础，是科技创新和技术进步的先导条件，是决定人们行为方式和生活质量的重要力量。材料在当今世界中的影响和作用越来越强烈，人们把它与信息、能源并称为新技术革命三大支柱之一。于是，研发材料的新技术，也与信息技术、生物技术等一起，共同构成本世纪世界创新活动潜力最大和最重要的领域。本世纪以来，国外材料领域的科技研发活动如火如荼，进展迅猛，涌现了大量新成果。梳理这些新成果，不仅对我国材料领域科技研发有直接参考价值，而且对“中国制造”向“中国智造”转变有重要启迪作用。本文拟对国外本世纪以来材料

3、领域科技活动的进展情况，作一概述，供有关方面参考。1研发前沿材料的新进展1．1．纳米材料。研制精密分子结构、分子多面体结构和单分子等分子级纳米技术，开发由三个分子组成互锁分子的分子级纳米合成技术，研制纳米粒子、纳米球、纳米管、纳米纤维、光控纳米阀、可控的纳米齿轮等纳米产品。特别是，制成高纯度长碳纳米管、单层碳纳米管、双层碳纳米管、高性能超长碳纳米管等纳米材料，并用碳纳米管制成坚硬材料、纳米元件基础材料、类似壁虎脚底的黏合材料等碳纳米管系列产品。1．2．石墨烯。自从成功制成石墨烯之后，又相继合成它的“表亲”——二维材料

4、硅烯和二维材料锗烯，还用计算机模拟设计出性能胜过石墨烯的石墨炔；并且已经开发出能够观察石墨烯单个原子一个一个“搭建”晶体的新技术，以及可以大规模批量生产石墨烯的新方法。目前，已经研制出形状尺寸可控的石墨烯量子点、弯曲如马鞍的石墨烯、高质量石墨烯纳米带等石墨烯产品，同时已用石墨烯制成可伸缩晶体管、柔性电路、高灵敏光电探测器、计算机存储便条，以及纳米二冲程发动机等。1．3．超材料。1．3．1．超硬材料方面，利用化学气象沉淀法快速制成人造大钻石，利用人造钻石创下量子比特存储时间新纪录，造出可制超强轻质线缆的超细钻石纳米线。

5、同时，设计出超硬新材料二硼化铼个。1．3．2．超导材料方面，发现“三明治”结构锂硼化合物具有高温超导现象；发现氮化钛薄膜同时存在超导与超绝缘现象，发现钛酸锶同时具有超导和铁磁性；发现酒煮铁碲化合物会产生超导性的机制，揭示石墨烯插层材料的超导机制；发现高温超导体铜酸盐超导性改变的原因，发现使绝缘材料钽酸钾具有超导性的方法，还发现赝能隙会抢走高温超导体中的电子。1．3．3．光学超材料方面，通过改变光路和光速开发负折射光学超材料，研制出具有负折射率的超颖物质，发明有望隐藏坦克等大型物体隐身的光学超材料。同时，研制出能吸收所

6、有光线的高效超材料，设计能让光弯曲的光学超材料。1．3．4．其他超材料方面，开发出用超高压制成的能量密度超大物质，制成能让热“弯曲”传导的热力学超材料，研制像乌贼皮肤那样能瞬间改变自己颜色的超材料。1．4．生物医用材料。1．4．1．开发可用于生物传感器的金银纳米粒子，用金纳米颗粒制成可探测癌症的电子鼻，推出能提高心肌导电性的金纳米线心脏补丁，通过金纳米粒子精确显示脑部肿瘤的轮廓，开发可把药物直接送到癌细胞核的金纳米粒子。1．4．2．发现可用来检测癌症的硅纳米导线，开发能杀死癌变肿瘤的石英纳米微粒、用于治疗癌症的磁性纳

7、米粒子、能向神经元发送信号的碳纳米管，并在碳纳米管上繁殖成功骨骼细胞。1．4．3．制成人造聚乙烯视网膜，发明能安全弥合心脏缺陷的速黏强力仿生胶，开发出修复受损心脏组织的水凝胶，发明可修补裂孔疝组织的合成高分子材料，发现可用于皮肤修复和再生用高分子材料，研制能用来修复人体骨骼的超高强度材料，研发出可粘合到面部骨骼上的畸形儿童整容用塑胶材料，研制出新型医用生物材料骨粘固剂。1．5．智能材料。开发能“自动疗伤”的镍钛形状记忆合金；发明能自我清洁、可调节室内冷暖，以及可随环境温度自动调光的智能玻璃；发明遇水自洁轻松去油垢的涂

8、料，研制出能自行修补的宇宙飞船包覆层，发明具有自我修复功能的汽车油漆涂层，研制具有自洁功能的纳米有机染料；运用计算化学开发新型超强自愈高聚物材料，开发具有“自愈”能力的有机玻璃、塑料、橡胶，以及能够自我修复的树脂复合材料和纤维复合材料。推出具有“记忆”功能的衣料、以形态记忆材质为基础的可调温纺织面料，以及智能防护衣料。2开发高性能复合材料开发铁