盘点化工新材料研发与发展趋势

随着社会发展越来越快,全球各地不少的研究机构不断的提升研发技术,近几年通过研究成果研发出不少化工新材料,今天咱们一起来聊一聊化工新材料。

化工新材料一:量子金属

世界上首例量子金属,二维系统在转变为绝缘体或超导体的同时,仍可保持正常的金属态。这种不寻常的状态就被称为量子金属或玻色金属。研究表明,这种新材料具有以多晶硅为衬底的双层铊原子结构,当温度低于零下 272℃时,变为超导材料。通过观察这种非正常的物质状态,科学家有望对二维电子系统(二维金属)温度接近绝对零度时的行为(是否仍然是金属态以及是否会 传导电流)一探究竟。

发展趋势:超低温导电性、正常金属存在于两个维度状态的可能性研究。

研究机构:俄罗斯远东联邦大学、日本东京大学。

化工新材料二:超高温陶瓷

超高温陶瓷通常是指能在2000℃以上有氧气气氛灯苛刻环境条件下仍然照常使用的最耐热的高级陶瓷,主要是IV B、VB族过渡金属的硼化物、碳化物及其复合材料。目前,超高温陶瓷在温度达到1600℃时仍具有较好的抗氧化性。

发展趋势:航空航天领域、军工武器领域。超高温陶瓷材料主要用于高超音速导弹、航天飞机等飞行器的热防护系统如翼前缘、端头冒以及发动机的热端,是难熔金属的最佳替代者,时超高温领域最有前途的材料。

研究机构(公司):美国Sandia National Labs、英国伦敦帝国理工学院、航天703所、中材山东工陶院、中科院金属所、中科院上硅所、哈工大、西工大等。

化工新材料三:金属氢

金属氢是液态或固态氢在上百万大气压的高压下变成的导电体,导电性类似于金属,故称金属氢。金属氢是一种高密度、高储能材料,之前的预测中表明,金属氢是一种室温超导体。金属氢内储藏着巨大的能量,比普通TNT炸药大30─40倍。

发展趋势:能量密度最高的化学燃料料(如:火箭燃料),航天级新概念武器,发电储能材料,可能为常温超导体,新火药,潜在的聚变应用价值。

研究机构(公司):哈佛大学,爱丁堡大学。

化工新材料四:硼墨烯

硼墨烯是一种不同寻常的材料,因为它在纳米尺度表现出很多金属特性,而三维硼或者散状硼都只是非金属半导体。因为硼墨烯同时具有金属性和原子厚度,从电子产品到光伏发电都具有广泛的应用可能性。导电属性具有方向性,较高的拉伸强度。

发展趋势:航空航天,纳米级电子设备,微型机械设备等领域。

研究机构(公司):美国能源部阿贡国家实验室、西北大学和纽约州立大学石溪分校,美国布朗大学,清华大学。

化工新材料五:特种纤维

特种纤维分别具有不同的特殊性能,如耐强腐蚀、低磨损、耐高温、耐辐射、抗燃、耐高电压、高强度高模量、高弹性、反渗透、高效过滤、吸附、离子交换、导光、导电以及多种医学功能。

发展趋势:航空航天,交通,装备,体育休闲,通信,机械,化工,国防军工等领域。

研究机构(公司):杜邦,东丽,帝人,东洋纺,东华大学,天津工业大学大学,北京化学研究所。

化工新材料六:锂空气电池

锂-氧电池或锂空气电池能量密度是锂离子电子的10倍,被业界誉为“终极电池”。理论上这样的能量密度可使电动车续航能力接近传统汽油汽车,电动汽车只充一次电就能从伦敦驶到爱丁堡,而且锂空气电池的成本和重量只有现在市面上销售的电动汽车所使用的锂离子电池的1/5。

发展趋势:航空航天,电子电器,动力汽车等领域。

研究机构(公司):日本产业技术综合研究所,日本学术振兴会(JSPS),剑桥大学,美国IBM。