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        2019最具潛力新材料,設計師一定要了解喔

        2019/07/101471

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        人類這個物種始終走在發明創造的道路上,新材料的發明,回極大地影響了產品及其制造工業的發展趨勢。讓皺紋消失的材料、可編程水泥、分子強力膠水、仿生塑料……

        究竟哪一種材料誰會成為2019年最具潛力的新材料呢?

        潛力股新材料大盤點

        01

        讓皺紋消失的材料

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        突破性:將這種細膩而柔滑的聚合物涂在皮膚上,能夠瞬間拉緊皮膚、消除下垂,在不知不覺間讓皺紋消失。

        應用領域:在護膚品開發和皮膚病治療方面具有良好應用前景。

        主要研究機構(公司):麻省理工學院

        02

        分子強力膠

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        突破性:從化濃性鏈球菌侵入細胞后釋放出的蛋白獲得靈感,這種蛋白能夠分為二部分,但當它們再相遇時,會像膠一樣結合在一起;由這兩部分蛋白組成的膠,稱為分子強力膠(molecular superglue)。這種膠的粘結強度高、耐高低溫性能好,同時能夠承受酸和其它惡劣環境。

        應用領域:可用作癌癥的診斷手段;分子強力膠可粘結金屬、塑料及其種物質,解決現有各種涂料都與金屬粘附不強的問題。

        主要研究機構(公司):牛津大學。

        03

        人造蜘蛛絲

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        突破性:細菌被喂食糖、鹽和其他微量營養素以產生絲蛋白質,然后將這種蛋白質變成細粉末,紡制成纖維、復合材料等。

        應用領域:紡織材料、醫療和飛機船舶制造等領域。

        主要研究機構(公司):日本Spiber公司、巴西基因資源與生物技術研究所、美國Bolt Threads公司、英國劍橋大學研究院、瑞典農業大學。

        04

        可編程水泥

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         突破性:將水泥顆粒(混凝土中的一種成分)編程成使其更堅固的形狀。這也產生了具有較少多孔性和更耐水和耐化學性的混凝土顆粒,這不僅防止了化學和水吸收造成的損害,而且對環境的危害較小。

        應用領域:建筑、工業。

        主要研究機構(公司):萊斯大學。 

        05

        無限可回收的塑料

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        突破性:可以無限期地回收利用,同時保持塑料的性能。

        應用領域:現有塑料的替代品

        主要研究機構(公司):科羅拉多州立大學。

        06

        氣凝膠

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        突破性:高孔隙率、低密度質輕、低熱導率,隔熱保溫特性優異。

        發展趨勢:極具潛力的新材料,在節能環保、保溫隔熱電子電器、建筑等領域有巨大潛力。

        主要研究機構(公司):阿斯彭美國,W.R. Grace,日本Fuji-Silysia公司等

        07

        鉑金合金

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         突破性:該合金由10%的金和90%的鉑制成,所得材料的耐磨性比高強鋼高100倍。與大自然中的鉆石、藍寶石等材料處于同一級別,是迄今為止最強的合金。

        應用領域:可用于制造新型發電系統、發動機和其他設備。

        主要研究機構(公司):桑迪亞國家實驗室。

        08

        微晶格

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         突破性:微晶格材料是目前世界上質量最輕的金屬結構組合,在外形上它呈三維開放蜂窩聚合物結構。這種材料的密度是0.9mg/cm3,比泡沫輕100倍。

        應用領域:有望作為航空新材料得到開發。波音公司計劃采用該成果制造更輕、更省油的飛機。

        主要研究機構(公司):HRL實驗室。 

        09

        木材海綿

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        突破性:經化學處理剝離半纖維素和木質素而成的木材海綿,可以從水中吸附油脂,吸油量是其自身重量的16-46倍,可重復使用多達10次。這種新型海綿在容量、質量和可重復使用性方面超越了現有的所有他海綿或吸附劑。

        應用領域:石油和化學品泄漏對世界各地的水體造成了前所未有的破壞,木材海綿作為一種綠色材料能夠有效解決這個問題。

        主要研究機構(公司):中國林業科學研究院。

        10

        柔性電池

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        突破性:該柔性電池由纖維紡制而成,彎曲性能好,可以在不影響其性能的情況下彎曲幾千次。

        應用領域:是未來智能服裝、電子紡織品、可穿戴設備以及變形或移動設備的完美選擇。

        主要研究機構(公司):Jenax lnc、蘋果、松下、美國加州大學圣地亞哥分校、哥倫比亞大學等。

         

        11

        Karta-Pack(棉纖維)

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        突破性:100%的回收材料,來自廢棄的牛仔褲和T恤,具有棉的質感和塑料的剛性。

        應用領域:高端包裝、家具設計等。

        主要研究機構(公司):PulpWorks。 

        12

        石墨烯氣凝膠

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        突破性:堅固、有彈性,且質輕,可以吸收高達自身重量900倍的油脂。石墨烯氣凝膠密度0.16 mg/cm3,比氦氣密度小,僅為氫氣密度的兩倍。

        應用領域:清理海洋石油泄漏,或作為一種有效的保溫材料。

        主要研究機構(公司):浙江大學、哈爾濱工業大學、中科院等。 

        13

        自修復(愈合)材料

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        突破性:自修復材料是一種可以感受外界環境的變化,集感知、驅動和信息處理于一體,通過模擬生物體損傷自修復的機理,在材料受損時能夠進行自我修復的智能材料。

        應用領域:軍用裝備、電子產品、汽車、飛機、建筑材料等領域。

        主要研究機構(公司):麻省理工學院、美國伊利諾伊大學、米其林、日本國家材料科學研究所(NIMS)、橫濱國立大學、東京大學。

        14

        生物來源可降解紡織品

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        突破性:利用藻類、細菌、真菌等活體生物生長來獲得可生物降解的紡織品,制成環境友好材料,將服裝行業從浪費和污染中解脫出來。

        應用領域:服裝、紡織。

        主要研究機構(公司):紐約市時尚技術學院、iknit公司。

        15

        真菌泡沫塑料

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        突破性:由植物秸稈、水稻和小麥殼等農作物廢料與蘑菇根部粘結在一起制成的菌絲體。

        應用領域:用作汽車保險杠、門、頂蓋、發動機艙、汽車行李箱襯層、儀表盤以及座位的石油基塑料泡沫的替換物。其他潛在的用途有桌面、沖浪板和服裝。

        主要研究機構(公司):Ecovative設計公司。

        16

        磁致伸縮材料

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        突破性:在磁場作用下,可產生伸長或壓縮的性能,實現材料變形與磁場的相互作用。

        發展趨勢:在智能結構器件、減震裝置、換能結構、高精度電機等領域,應用廣泛,有些條件下性能優于壓電陶瓷。

        主要研究機構(公司):美國ETREMA公司,英國稀土制品公司,日本住友輕金屬公司等。 

        17

        碳納米管

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        突破性:高電導率、高熱導率、高彈性模量、高抗拉強度等。

        發展趨勢:功能器件的電極、催化劑載體、傳感器等。

        主要研究機構(公司):Unidym, Inc.,Toray Industries,Inc.,Bayer Materials Science AG,Mitsubishi Rayon Co., Ltd.深圳市貝特瑞,蘇州第一元素等。

        18

        泡沫金屬 

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        突破性:重量輕、密度低、孔隙率高、比表面積大。

        發展趨勢:具有導電性,可替代無機非金屬材料不能導電的應用領域;在隔音降噪領域具有巨大潛力。

        主要研究機構(公司):Alcan(美國鋁業),Rio Tinto,Symat,Norsk Hydro 

        19

        離子液體

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        突破性:具有高熱穩定性、寬液態溫度范圍、可調酸堿性、極性、配位能力等。

        發展趨勢:在綠色化工領域,以及生物和催化領域具有廣闊的應用前景。

        主要研究機構(公司):Solvent Innovation公司,巴斯夫,中科院蘭州物理研究所,同濟大學等。 

        20

        納米點鈣鈦礦

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        突破性:納米點鈣鈦礦具有巨磁阻、高離子導電性、對氧析出和還原起催化作用等。

        發展趨勢:未來在催化、存儲、傳感器、光吸收等領域具有巨大潛力。

        主要研究機構(公司):埃普瑞,AlfaAesar等。

        21

        柔性玻璃

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        突破性:改變傳統玻璃剛性、易碎的特點,實現玻璃的柔性革命化創新。

        發展趨勢:未來柔性顯示、可折疊設備領域,前景巨大。

        主要研究機構(公司):康寧公司,德國肖特集團等。

        22

        仿生塑料

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        突破性:該材料是從丟棄的蝦殼中提取的殼質和來源于蠶絲的絲素蛋白組成,復制了昆蟲表皮的強度、耐久性和多功能性。

        應用領域:可用于制造迅速降解的垃圾袋、包裝材料和尿布。作為一種特別堅固的生物相容性材料,它也可用于縫合承受高負荷的傷口,例如疝修補或作為組織再生的支架。

        主要研究機構(公司):哈佛大學仿生工程Wyss研究所。


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