訊：石墨烯或將“徹底改變21世紀”。據(jù)相關專家分析，用石墨烯取代硅，計算機處理器的運行速度將會快數(shù)百倍。
《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”規(guī)劃》為許多的材料在中國未來的發(fā)展指明了方向，本期將沉淀前段時間一直以來材料科學的調查研究精華，為跨越三個階段的新材料研究列出期終榜單。
未來十大最具潛力新材料
2012年，工信部發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》將石墨烯作為前沿新材料之一。國家科技重大專項、國家973計劃也圍繞石墨烯部署了一批重大項目。業(yè)內人士估計，石墨烯規(guī)模未來能達到萬億元以上。
另一個火熱的新材料，是碳纖維及其復合材料。
隨著低碳經(jīng)濟的不斷發(fā)展，碳纖維產(chǎn)品的需求也將不斷攀升。碳纖維強度大、密度低、線膨脹系數(shù)小等特性使之在飛機制造等軍工領域、汽車和醫(yī)療器械等工業(yè)領域、高爾夫球棒和自行車等體育休閑領域備受追捧。
第三種新材料，是輕型合金，主要包括鋁合金、鎂合金和鈦合金。這三種輕型合金由于輕量化、高強度等特點，已經(jīng)在越來越多的領域開始取代傳統(tǒng)的鋼才和重型合金。據(jù)資料顯示，近年來我國批量生產(chǎn)的軍用飛機機體和發(fā)動機用鈦質量合計占比達25%，而F-22鈦合金占比更是高達41%。預計到2015年，關鍵新合金品種開發(fā)取得重大突破，形成高端鋁合金材30萬噸、高端鈦合金材2萬噸、高強鎂合金壓鑄及型材和板材15萬噸的生產(chǎn)能力。
第四種新材料是功能性膜材料。根據(jù)科技部《高性能膜材料科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》，預期至2015年膜產(chǎn)業(yè)結構達千億元規(guī)模，“十二五”期間年均增長率30%，市場前景廣闊。
此外，碳納米管、超導材料、半導體材料、智能材料、生物材料和特種玻璃都是目前最為火熱和最具潛力的新材料品種。
以下是對石墨烯、碳纖維、輕型合金、碳納米管、超導材料、半導體材料、功能薄膜、智能材料、生物材料、特種玻璃這十大未來最具潛力的材料詳細介紹：
【石墨烯】
石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀。”
有趣的是，石墨烯誕生并沒有使用“高大上”的科學技術，而是由英國曼徹斯特大學的兩位科學家用透明膠帶從石墨晶體上“粘”出來的。
石墨烯目前最有潛力的是成為硅的替代品，制造超微型晶體管，用來生產(chǎn)未來的超級計算機。據(jù)相關專家分析，用石墨烯取代硅，計算機處理器的運行速度將會快數(shù)百倍。而近日，美國麻省理工學院的科學家通過研究發(fā)現(xiàn)，在特定情況下，石墨烯能夠被轉化成具有獨特功能的拓撲絕緣體。這一研究發(fā)現(xiàn)，有望帶來一種制造量子計算機的新方法。
其次，石墨烯能助力超級電容器、鋰離子電池的發(fā)展。據(jù)相關資料顯示，加入石墨烯材料，同等體積的電容可擴充5倍以上的容量，而鋰電池電極中加入石墨烯則可大幅度提高其導電性能。此外，石墨烯還可應用于電路、觸摸屏、基因測序以及制造出羽翼般超輕型飛機、超堅韌防彈衣等領域。
【碳纖維】
隨著低碳經(jīng)濟的不斷發(fā)展，碳纖維產(chǎn)品的需求也將不斷攀升。碳纖維強度大、密度低、線膨脹系數(shù)小等特性使之在飛機制造等軍工領域、汽車和醫(yī)療器械等工業(yè)領域、高爾夫球棒和自行車等體育休閑領域備受追捧。
而十八屆三種全會改革軍隊和國家安全機構的決定，增強了采購國防裝備和安防設備的預期，這為碳纖維行業(yè)的發(fā)展帶來利好。中國軍用領域對碳纖維的需求一直很大，作為現(xiàn)代戰(zhàn)略武器必不可少的新材料之一，碳纖維及其復合材料大量用于戰(zhàn)略導彈、隱身戰(zhàn)機、現(xiàn)代艦艇以及非殺傷性武器等方面。
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