新材料是指新近(jin)發展或正在發展的(de)具有優異性能(neng)的(de)結構(gou)材料和有特殊性質的(de)功能(neng)材料。

目前，前沿(yan)新材料主要包括(kuo)硼墨烯材料、過渡金(jin)屬硫化物(wu)、4D打印材料、仿生塑料等，加(jia)快布局前沿新材料已成為我國的重大戰略之(zhi)一。

下面(mian)為大家整理了全球(qiu)30大最具潛力的前沿新材料，一起來(lai)看(kan)(kan)看(kan)(kan)它們對(dui)我們未來(lai)的生活會有哪些影響吧！

01全息膜

簡介(jie)：全息膜實(shi)際上(shang)一種綜合衍射圖(tu)(hologram)技術的實(shi)際應用，它是國際上(shang)首次實(shi)現在無論(lun)光源是否充足的情況下(xia)，都能透過正面及背(bei)面兩側同時、多角度(即360°) 直接觀看影(ying)像的，具(ju)有(you)劃時代專利技術的投影(ying)膜。

全息膜因(yin)其(qi)可(ke)提供空中動(dong)態(tai)顯示，清晰(xi)顯像的(de)同時，能讓觀(guan)眾透過投(tou)影(ying)膜看見背后(hou)景(jing)物，又(you)能與互動(dong)軟件組合，產(chan)生三位立(li)體互動(dong)影(ying)像，是觀(guan)者(zhe)產(chan)生身(shen)臨其(qi)境，玩轉空間的(de)感(gan)覺，具(ju)有高清晰(xi)、耐強(qiang)光、超輕薄、抗老化(hua)等無可(ke)比(bi)擬(ni)的(de)眾多優勢，而成(cheng)為未來最具(ju)有發展前(qian)景(jing)界創匯的(de)材料之一。

未來發展趨勢：全(quan)息(xi)膜因其(qi)可(ke)(ke)提(ti)供空中動態顯示，清(qing)晰顯像的(de)同(tong)時，能讓觀眾(zhong)透(tou)過投(tou)影膜看見背后景物(wu)，又(you)能與互動軟件組合(he)，產生(sheng)三(san)位立體互動影像，是觀者(zhe)產生(sheng)身臨(lin)其(qi)境，玩轉(zhuan)空間的(de)感(gan)覺，具有高(gao)清(qing)晰、耐強光、超輕薄、抗老化等無可(ke)(ke)比擬的(de)眾(zhong)多優勢。

而成為(wei)未(wei)來(lai)最具(ju)有發展前景的材料之一。那么，在未(wei)來勢必(bi)會有(you)更多的科研人家，聚焦(jiao)在全息(xi)膜上的研究。

結合當下的材(cai)料發(fa)展趨勢，預(yu)測未(wei)來全息膜的發(fa)展趨勢主(zhu)要包括以(yi)下兩方面：

1.分子(zi)級別(bie)的(de)納米(mi)光學(xue)組件(jian)將是(shi)發展趨勢，即(ji)由(you)全像彩色濾光板結晶體 (HCFC) 為核心(xin)材(cai)料，融(rong)合(he)納米(mi)技術(shu)，材(cai)料光、光學(xue)高分子(zi)等多(duo)學(xue)科成果(guo)生產而成。

2.輕(qing)薄內部蘊(yun)含(han)先進(jin)的精密光學結(jie)構，以(yi)達致高清晰、高亮度的完(wan)美顯像(xiang)。成(cheng)像(xiang)效果(guo)卓越畫(hua)面晶瑩(ying)剔透，材料簡約(yue)纖薄傳播(bo)設計深(shen)蘊(yun)，用(yong)于電(dian)子(zi)器(qi)件、光學薄膜。

可(ke)以說(shuo)，全息膜這項技術(shu)很多(duo)國家都在研制，毫不夸張的說(shuo)它包含了未(wei)來(lai)(lai)，誰最(zui)先掌握并使用這項技術(shu)，誰就最(zui)先走入未(wei)來(lai)(lai)的先進技術(shu)行(xing)列。

02金屬氫

簡介：金屬氫是液(ye)態或(huo)固態氫在上百萬大氣(qi)壓的高壓下變(bian)成的導電體，導電性類似于金(jin)屬，故稱(cheng)金(jin)屬氫(qing)。

金(jin)屬氫是一種高密度、高儲能材料(liao)，之前(qian)的預測(ce)中(zhong)表(biao)明，金(jin)屬氫是一種室溫超導體(ti)。

金屬氫內儲藏著巨大的能量，比普通(tong)TNT炸藥(yao)大30~40倍，2017年1月26日(ri)，Science雜志報(bao)道哈(ha)佛大學實驗室成功(gong)制造出金屬氫。

2017年2月22日(ri)，由(you)于操作失誤，這塊地球上(shang)(shang)唯一的(de)金(jin)屬氫樣本(ben)消失了，從(cong)理論上(shang)(shang)來看，在超高壓(ya)下得到金(jin)屬氫是確實可能的(de)，不過，要得到金(jin)屬氫樣品(pin)，還有待科學(xue)家們進一步(bu)研(yan)究(jiu)。

已(yi)掌握的(de)(de)超(chao)導(dao)材料大多需在液(ye)氨 (-269℃) 或液(ye)氮(dan) (-196℃) 冷卻下(xia)使用，這使超(chao)導(dao)技(ji)術(shu)的(de)(de)發展受到(dao)限制，和化學(xue)家(jia)不同，天文學(xue)家(jia)將氫和氨以外的(de)(de)一切元(yuan)素統稱為金屬。

在高溫和高壓條(tiao)件下(xia)，氣(qi)態(tai)的(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)也可(ke)以成為(wei)電(dian)導體的(de)金屬氫(qing)(qing)(qing)(qing)，以木星為(wei)例：最(zui)外層是1000公(gong)(gong)里厚(hou)的(de)氣(qi)態(tai)分子氫(qing)(qing)(qing)(qing)，再往下(xia)是24000公(gong)(gong)里厚(hou)的(de)液態(tai)分子氫(qing)(qing)(qing)(qing)，再往下(xia)是45000公(gong)(gong)里厚(hou)的(de)液態(tai)金屬氫(qing)(qing)(qing)(qing)。

1936年美(mei)國(guo)科學(xue)家(jia)維那對氫(qing)轉(zhuan)變為金屬的壓力作了(le)首次計算，提出了(le)氫(qing)轉(zhuan)變為金屬的臨界壓力是在100萬到1000萬大氣壓的范圍以(yi)內。

未來發展(zhan)趨勢：金屬氫的超導臨界溫(wen)度(du)(即體現超導性(xing)質主最高溫(wen)度(du))是零(ling)下(xia)223C零(ling)下(xia)73°C，可能(neng)能(neng)夠在固(gu)態二氧化碳(- 78.45℃)溫(wen)度(du)下(xia)使用，這(zhe)將大(da)大(da)推動超導技術的發展。

由于金屬氫是(shi)高密(mi)度材料，用它作(zuo)燃料，火箭的體積(ji)和重(zhong)量(liang)都會大(da)(da)大(da)(da)減小，航天事(shi)業將(jiang)因(yin)此(ci)而產(chan)生巨(ju)大(da)(da)的飛躍。

一(yi)(yi)旦金屬氫問世，就如同當年蒸汽機的誕生(sheng)一(yi)(yi)樣，將會引起整個(ge)科(ke)學技術(shu)領域一(yi)(yi)場(chang)劃時代的革命(ming)。

金屬(shu)氫是一種(zhong)亞穩態(tai)物(wu)質，可以用它來(lai)做(zuo)成約束等離子(zi)體(ti)的(de)(de)”磁籠”，把熾(chi)熱的(de)(de)電(dian)離氣體(ti)”盛(sheng)裝”起(qi)來(lai)，這樣，受(shou)控核(he)聚變反(fan)應(ying)使原子(zi)核(he)能(neng)轉(zhuan)變成了電(dian)能(neng)，而這種(zhong)電(dian)能(neng)將是廉價的(de)(de)又是干(gan)凈的(de)(de)，在地球上就(jiu)會(hui)方便地建造起(qi)一座(zuo)座(zuo)”模仿太陽的(de)(de)工廠(chang)”，人類將最終(zhong)解決能(neng)源問題。

03超固體

簡(jian)介：超固體其實對應的是超流體，指的是一種具備超流特性的固體，也就是集”超流體+固體“特性于一身的物質。

簡單(dan)來說就是超固體(ti)既有晶體(ti)態(tai)中原子規則排布的(de)特征又(you)可以像超流(liu)體(ti)一樣(yang)無(wu)摩擦流(liu)動。

在極低溫下超固(gu)體晶體中(zhong)的空(kong)隙能夠集中(zhong)在起到處流動，如果在超固(gu)體一(yi)側的空(kong)隙中(zhong)放上固(gu)體，那么固(gu)體會隨著(zhu)這(zhe)些(xie)空(kong)隙界創匯起在超固(gu)體中(zhong)隨意穿梭，甚至直接穿梭就如穿墻術那樣自由(you)穿梭。

未來發展趨勢：這(zhe)種新物質態只能存在于極低(di)溫且超高真空(kong)條件下，這(zhe)意(yi)味著至少目(mu)前我們還無(wu)法將其應用普(pu)遍化。

不過更深入的理解理解這種明顯矛盾的物質(zhi)狀態可以(yi)(yi)幫助(zhu)我們更好(hao)地理解超(chao)流和超(chao)導的性質(zhi)，從而極大促進(jin)超(chao)導磁體，超(chao)導傳(chuan)感器以(yi)(yi)及(ji)能(neng)量傳(chuan)輸等(deng)行業的發展(zhan)。

而在(zai)(zai)未(wei)來，在(zai)(zai)超固(gu)態(tai)，空位將成為相干的實體，可以在(zai)(zai)剩下(xia)的固(gu)體內不受阻礙(ai)地(di)移(yi)動，就(jiu)像超流一樣。

而玻色愛因斯坦凝聚體是一種出(chu)現在超(chao)冷溫(wen)度下(xia)的(de)(de)奇異物態，在如(ru)此低的(de)(de)溫(wen)度下(xia)原子的(de)(de)量子特性變得極其明顯(xian)，展現出(chu)明顯(xian)的(de)(de)波動(dong)性。

04木材海綿

簡介：木(mu)材海(hai)綿是(shi)用(yong)化(hua)學品處(chu)理，剝離(li)半纖維素和木(mu)質(zhi)素而成，可以從水中吸(xi)收油脂，吸(xi)收量(liang)是(shi)其自身重量(liang)的16~46倍，可重復使用(yong)多達(da)10次。

這(zhe)種新型(xing)海綿(mian)在容量，質量和可重復使用性方(fang)面超越了我(wo)們今天使用的所有其他(ta)海綿(mian)或吸收劑。

未來發展趨勢：石(shi)油和化學(xue)品泄漏對世界各地的水體造成了前所未有(you)的破壞，作為清理海(hai)洋中的綠色(se)方式，木海(hai)綿能(neng)夠(gou)有(you)效解決這(zhe)個問題。

05時間晶體

簡介：時(shi)(shi)間晶體英(ying)文名(ming)為time crystals，也叫(jiao)時(shi)(shi)空晶體（space-time crystals），是一種(zhong)在空間和(he)時(shi)(shi)間上(shang)都有周(zhou)期性結構(gou)的四維(wei)晶體。

我(wo)們日常所(suo)接觸(chu)的(de)都是固、液、氣(qi)三(san)種(zhong)基本物質形態，但隨著(zhu)科學的(de)發展，物質形態的(de)概念也得到擴展，比如等(deng)離子體態、波(bo)色(se)-愛因(yin)斯坦(tan)凝(ning)聚態、超臨界流(liu)體等(deng)。

時(shi)間晶體是(shi)一種(zhong)全新的物(wu)質(zhi)形態，也是(shi)一種(zhong)打破時(shi)間平(ping)移對稱性的非平(ping)衡態物(wu)相。

時(shi)間晶體的概念最早(zao)是由諾(nuo)貝爾物理學獎得主(zhu)弗蘭克·維爾切(qie)克（Frank Wilczek）在 2012 年提出的。

三維空間的晶(jing)體(ti)我們并(bing)不陌生(sheng)，比如冰塊、鉆石等。晶(jing)體(ti)是微(wei)觀粒(li)子在空間上周期性排列的幾何對稱結(jie)構。

維(wei)爾切(qie)克在給學(xue)生上課時(shi)開始思(si)考，能否把三維(wei)晶體的(de)概(gai)念拓展到(dao)四維(wei)時(shi)空中，讓物質(zhi)在時(shi)間的(de)維(wei)度上周(zhou)期性排列。

也就是說，時間晶體在不(bu)同時刻具有不(bu)同的狀態，并且這種狀態的變化具有周(zhou)期性(xing)。

舉個通俗的例子，一個時間晶體(ti)可能第一秒(miao)是白糖(tang)(tang)，第二秒(miao)是紅糖(tang)(tang)，第三(san)秒(miao)又(you)變回白糖(tang)(tang)。

未來發展趨勢：2021年9月，諾曼(man)(man)·姚、維迪(di)卡·凱曼(man)(man)尼(ni)、多米尼(ni)克·埃爾(er)斯和渡邊(bian)悠樹四位理論科(ke)學(xue)家共(gong)同獲(huo)得(de)“科(ke)學(xue)突(tu)破(po)獎”，標(biao)志著(zhu)離(li)散時(shi)間晶(jing)體這一新領域獲(huo)得(de)了更廣泛的認可(ke)。

2021年底，谷歌量(liang)子計算團隊所(suo)實(shi)現的離散時間晶體實(shi)驗，被美國(guo)物(wu)理(li)學(xue)會(hui)(APS) Physics和英國(guo)物(wu)理(li)學(xue)會(hui) (IOP) Physics World評(ping)為年度物(wu)理(li)學(xue)突破之(zhi)一。

對離散時間(jian)晶體的(de)研(yan)究(jiu)，刷新了人們對了周(zhou)期性驅動系統、多體局域化、預熱化以(yi)及量子(zi)熱化過程等領域的(de)理解，并(bing)促使更多不同領域的(de)科研(yan)工作者(zhe)投身其中(zhong)。

從離散時間(jian)晶(jing)體的(de)發展過程可以(yi)看出，科學(xue)探(tan)索在(zai)大多數(shu)時候都不是一番風順的(de)，需要否(fou)定之否(fou)定，以(yi)及學(xue)術(shu)上針鋒相對(dui)的(de)論戰。

在科學探索(suo)中(zhong)，有創見的錯誤比平庸的正確更有價值，因為錯誤中(zhong)可能孕育著新的思想。

時間晶體正(zheng)好趕上了(le)量子計算技(ji)術(shu)突飛猛進，才得(de)以在短時間內獲得(de)迅猛發展(zhan)而(er)非(fei)被(bei)埋沒。

06機動車檢驗標志電子化

簡介：加拿大生(sheng)物公司HyperstealthBiotechnology研發出名為(wei)(wei)"量子(zi)隱(yin)(yin)形”的先(xian)進(jin)材(cai)料(liao)(liao)(隱(yin)(yin)形面料(liao)(liao))。這種面料(liao)(liao)被命名為(wei)(wei)”Quantum Stealth camouflage”(量子(zi)隱(yin)(yin)形偽裝材(cai)料(liao)(liao))，通過彎曲光線達到隱(yin)(yin)形目的。

未來發展趨勢：這種材料可(ke)以用來制作隱形衣，幫助戰(zhan)場的(de)(de)士兵通過隱形來完成(cheng)高(gao)難(nan)度的(de)(de)作戰(zhan)任務。

該公司首席(xi)執(zhi)行官蓋伊·克拉默(mo)介紹說：“量子隱形材料不僅能幫助(zhu)(zhu)特種部隊在白(bai)天完成突襲行動，而且還(huan)能幫助(zhu)(zhu)士(shi)兵在遭遇不測時順(shun)利逃生。

此外，這種材料還(huan)有(you)望在(zai)下一代隱形戰機(ji)、潛艇(ting)和(he)坦克上得到(dao)應用，讓其實現真正的(de)界創(chuang)匯隱形，幫助部隊(dui)在(zai)無形“中完成對敵方的(de)打(da)擊(ji)任務。

07永不變干的材料

簡介：由(you)聚(ju)合(he)物和水制(zhi)成的材料，可導電，而且(qie)不會變干(gan)。

未來發展趨勢：未來，這種材料可以用于制作人造皮膚以及(ji)具有仿生功能的柔性機器人。

08過渡金屬硫化物

簡介：過渡金屬硫化物 (TMDC) 具(ju)有簡單的維(wei)結構，是可(ke)比(bi)肩石墨烯的超級(ji)創(chuang)新材料。

它通(tong)常由過渡金屬元素M（如:鋁、鎢等）與硫(liu)族元素X（如：硫(liu)、硒、確(que)等）組成。

由于(yu)相對成本(ben)較低，并且更(geng)易(yi)于(yu)制成非(fei)常(chang)薄(bo)目穩(wen)定的(de)圖層(ceng)司時具有半導體特性(xing)，TMDC成為(wei)光電子學領域的(de)理(li)想材料

未(wei)來發展趨勢：如果電(dian)(dian)子和真空洞被注入TMDC，當它們相(xiang)遇(yu)時就會再次(ci)組(zu)合然后釋放光子，這種(zhong)光電(dian)(dian)相(xiang)互轉化的能力使得TMDC有(you)(you)望(wang)被用于光傳輸信息(xi)領域，用作微小的低功率光源或激光：TMDC可(ke)以和各種(zhong)二維(wei)材料結合制備異質(zhi)結，并目很少(shao)出現晶格(ge)失配的問題(ti)，這種(zhong)異質(zhi)結光電(dian)(dian)器件有(you)(you)望(wang)在(zai)更廣泛的光譜范圍內表現出良好的器件性能。

09冷沸材料

簡(jian)介：冷(leng)沸材(cai)料(liao)，是與(yu)熱(re)沸材(cai)料(liao)截然(ran)相反的物(wu)質，是一類(lei)隨(sui)著溫度的下降依(yi)次呈現固(gu)態(tai)、液態(tai)、氣態(tai)的物(wu)質。

聚集態(tai)冷沸材料在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)、常溫(wen)(wen)條(tiao)件下(xia)為固態(tai)，溫(wen)(wen)度越(yue)高(gao)其強度越(yue)高(gao)，最(zui)高(gao)可(ke)耐受1萬(wan)攝氏度以(yi)上(shang)的溫(wen)(wen)度，在(zai)﹣121°C變為液(ye)態(tai)，在(zai)﹣270°C變為氣態(tai)。

冷沸材料(liao)是一種(zhong)超(chao)(chao)級材料(liao)，與(yu)目前研(yan)制的(de)性(xing)能最優的(de)耐高溫材料(liao)、超(chao)(chao)導材料(liao)相(xiang)比，冷沸材料(liao)的(de)耐高溫性(xing)、超(chao)(chao)導性(xing)等優點更為突出。

在冷沸(fei)材料(liao)中摻(chan)雜惰(duo)性熱沸(fei)材料(liao)，可(ke)提(ti)升(sheng)冷沸(fei)材料(liao)的低(di)溫(wen)、超低(di)溫(wen)強度，使其(qi)在更廣(guang)闊溫(wen)度范圍(wei)內(nei)具(ju)有超高強度特點。

冷沸金屬(shu)材料在(zai)常溫條件下(xia)擁有(you)(you)超導特性(xing)，無需(xu)維持高成本界創匯的低(di)溫環境(jing)。因(yin)此冷沸材料具有(you)(you)極(ji)高研(yan)究及應用(yong)價(jia)值.

未來(lai)發展趨(qu)勢：行(xing)業分(fen)析人士表示，冷(leng)沸材料可以廣泛應用在航(hang)空航(hang)天、超(chao)級機械、電子設備等領(ling)域。

以航(hang)空航(hang)天為例，冷(leng)沸材料可(ke)(ke)以制造性能更優的(de)(de)航(hang)空發動機、飛(fei)(fei)行(xing)(xing)器外殼(ke)等部件，應用于(yu)第三宇(yu)畝(mu)速(su)(su)度(du)(du)及以上(shang)速(su)(su)度(du)(du)的(de)(de)太空飛(fei)(fei)行(xing)(xing)器中，在其超(chao)高速(su)(su)度(du)(du)飛(fei)(fei)行(xing)(xing)產生超(chao)高溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)情(qing)況(kuang)下，部件材料仍能夠保持超(chao)高硬度(du)(du)，同時還可(ke)(ke)以滿足太空飛(fei)(fei)行(xing)(xing)器在宇(yu)畝(mu)低溫(wen)、超(chao)低溫(wen)環境中仍能夠良好運行(xing)(xing)的(de)(de)要求。

冷沸材料可推動航空航天產業科技革命(ming)，但其無論(lun)是人(ren)工(gong)制(zhi)備還(huan)是從月球中開(kai)采均具(ju)有極(ji)大難度(du)實現應用還(huan)有較長道路要走。

10磁流體材料

簡介：磁(ci)流(liu)體(ti)材(cai)(cai)料又稱磁(ci)性(xing)液(ye)(ye)體(ti)、鐵磁(ci)流(liu)體(ti)或(huo)磁(ci)液(ye)(ye)，是(shi)一種(zhong)新型的(de)功能材(cai)(cai)料，它既具(ju)有(you)(you)液(ye)(ye)體(ti)的(de)流(liu)動性(xing)又具(ju)有(you)(you)體(ti)磁(ci)性(xing)材(cai)(cai)料的(de)磁(ci)性(xing)。

是由直徑為納(na)米量級 (10納(na)米以(yi)下)的(de)(de)磁性(xing)體顆粒、基載液(也叫(jiao)媒體) 以(yi)及界面活性(xing)劑三(san)者混合而成(cheng)的(de)(de)一種(zhong)穩定的(de)(de)膠狀液體。

該流體在(zai)(zai)靜態時(shi)無磁(ci)性吸引力，當外加磁(ci)場作用(yong)時(shi)，才表現出磁(ci)性，正因如此，它才在(zai)(zai)實(shi)際中有著廣泛的應用(yong)，在(zai)(zai)理論上具有很高的學術(shu)價值。

用納(na)米金屬及合(he)金粉(fen)末生產的(de)磁流(liu)體性能優異，可廣泛應用于各種(zhong)苛刻條(tiao)件的(de)磁性流(liu)體密封、減震(zhen)、醫療器(qi)械、聲音調(diao)節、光顯示(shi)、磁流(liu)體選礦(kuang)等領域。

未來發展趨勢：近年來，磁(ci)流體(ti)(ti)材(cai)料(liao)在航空航天、國防、醫療(liao)、交通等新(xin)領(ling)域中(zhong)的應用取(qu)得了頗多(duo)新(xin)的科(ke)研成(cheng)果，磁(ci)流體(ti)(ti)的應用隨著科(ke)技(ji)發展被應用到越來越多(duo)的領(ling)域，相應地(di)，對磁(ci)流體(ti)(ti)相關科(ke)學技(ji)術的要求也在逐漸提(ti)高。

作為未來極具發展(zhan)潛力的新材料之一，磁流體材料吸引了各國的關(guan)注。

我國(guo)在磁(ci)流(liu)體(ti)(ti)研究方(fang)面雖然(ran)起步較晚，但也大有后來居上的勢頭。隨著磁(ci)流(liu)體(ti)(ti)高(gao)端應用(yong)技術由英美等發達國(guo)家獨家掌握的局面逐漸(jian)被打破，可以預見的是，未來關(guan)于磁(ci)流(liu)體(ti)(ti)材(cai)料研究的角力將會越來越界創(chuang)匯激烈。

11堅如巖石的涂層材料

簡(jian)介：此(ci)種涂(tu)層(ceng)材(cai)料(liao)是(shi)專(zhuan)門為(wei)工業(ye)鉆(zhan)頭(tou)和(he)鉆(zhan)孔(kong)工具專(zhuan)門設計的(de)鐵(tie)基玻(bo)璃狀合金涂(tu)層(ceng)，它在重載下(xia)更(geng)能抵抗斷裂。該涂(tu)層(ceng)的(de)成本(ben)遠遠低于普通(tong)材(cai)料(liao)，如碳化鎢鉆(zhan)硬質合金，并(bing)且(qie)其(qi)較(jiao)長的(de)使(shi)用壽命也提高了隧道掘進過程的(de)效率。

未來發展趨勢(shi)：未來，此種材料在(zai)(zai)工業、制造、建筑等領域都有潛在(zai)(zai)應用。

12納米點鈣鈦礦

簡介：納米點鈣欽礦，具(ju)有巨磁阻、高(gao)離子導電性(xing)、電催(cui)化性(xing)、氧(yang)化還原性(xing)等優(you)點，可以廣泛應用在光吸收、存儲、催(cui)化、傳感等領域。

鈣缽礦是一(yi)種晶體(ti)結構(gou)材料，是新(xin)型(xing)功能材料，目前，穩定性不足(zu)等問(wen)題成為(wei)限(xian)制(zhi)其發展的重要因(yin)(yin)素，新(xin)型(xing)結構(gou)的鈣鐵礦研(yan)究(jiu)還在不斷深入(ru)，因(yin)(yin)此納米(mi)點(dian)鈣鐵礦受到關注。

未來發展趨勢(shi)：據市場調查(cha)網發布的(de)《中國納(na)米點鈣欽(qin)礦(kuang)市場發展形勢現狀及(ji)行業前景預測研(yan)究報告》顯示，澳大(da)利亞昆士(shi)蘭科(ke)技(ji)大(da)學 (QUT) 團(tuan)隊在OLED用納(na)米點鈣缽礦(kuang)研(yan)究的(de)基(ji)礎上，將用頭發制成的(de)納(na)米點鈣欽(qin)礦(kuang)集成到太陽能電(dian)池中；

納(na)米點在鈣欽礦表面形成(cheng)保護層，使材料免受其他因素影響，提高了其性(xing)能(neng)穩定性(xing)，并提高了光電轉(zhuan)化(hua)效率，并可以降低生(sheng)產成(cheng)本。

這對鈣欽礦太(tai)陽能電池規模(mo)化發(fa)展具(ju)有重(zhong)要意義，納(na)米點鈣鐵礦擁有廣闊(kuo)發(fa)展前景。

13微格金屬

簡介：微格金屬是(shi)由(you)微型的空(kong)心(xin)管(guan)連接(jie)制作而成，空(kong)心(xin)管(guan)的直徑大(da)約為(wei)100微米壁厚只(zhi)有100納(na)米，因(yin)為(wei)是(shi)中空(kong)的結(jie)構，所以內(nei)部的空(kong)氣高達99.99%。

這種金屬主要是(shi)由輕飄飄的(de)空氣(qi)所構(gou)成的(de)，它(ta)甚至能(neng)(neng)夠停放在(zai)蒲公(gong)英上(shang)，或者(zhe)是(shi)像是(shi)羽毛一樣從(cong)高處漂浮(fu)到(dao)地面上(shang)，不過(guo)許多小伙伴看到(dao)這兒一定(ding)會質疑這么輕的(de)金屬是(shi)非(fei)常(chang)(chang)的(de)脆弱(ruo)，但其實并(bing)不然，微格金屬反而異常(chang)(chang)的(de)堅硬(ying)，抗(kang)壓能(neng)(neng)力(li)也(ye)絕(jue)對是(shi)非(fei)常(chang)(chang)高級別的(de)存在(zai)。

未來發展趨勢：電池(chi)電極、催化劑載(zai)體，未來航(hang)(hang)空飛行器制造，微格金屬材(cai)料(liao)可(ke)以確保美國宇(yu)航(hang)(hang)局降(jiang)低深太空探索航(hang)(hang)天器40%質量，這對(dui)于未來旅行至火星和其它星球至關重要(yao)。

14錫烯

簡介：錫烯稱(cheng)單層(ceng)錫原(yuan)子，具(ju)有類似(si)石墨烯的(de)二維蜂窩狀結構，是(shi)一種新型量子材料(liao)。

錫烯的(de)晶體結(jie)構(gou)基于(yu)金剛石結(jie)構(gou)的(de)-錫，由于(yu)其不屬于(yu)層狀結(jie)構(gou)，無法使(shi)用(yong)機(ji)械剝離方法制得，因(yin)此生產技術壁參極高。

與石墨烯、硅錫(xi)(xi)、鍺烯等二維材料相比，錫(xi)(xi)烯鍵長(chang)更長(chang)，導(dao)電性(xing)能更優，有(you)望成為全球首個能在常溫下導(dao)電率達到100.0%的超級材料。

未來發展趨勢：據(ju)行業分析(xi)人士表示(shi)，作為新型二維材料(liao)，錫烯應用前景(jing)廣(guang)闊，隨(sui)著研(yan)發(fa)技(ji)術不斷創新突破，錫烯應用范圍將有(you)所擴(kuo)大(da)，行業有(you)望實現商業化發(fa)展(zhan)錫爆(bao)行業技(ji)術壁叁較高，近年來我國眾多科(ke)研(yan)團隊(dui)努力在錫爆(bao)材料(liao)研(yan)究(jiu)上取得新進展(zhan)，這對行業發(fa)展(zhan)具有(you)積極影(ying)響。

15分子強力膠

簡介(jie)：分子強(qiang)力膠是2013年牛津大學生物化學系的(de)(de)(de)馬克·豪沃思(si)和他的(de)(de)(de)研究組發現的(de)(de)(de)一(yi)種從(cong)化濃性(xing)鏈球(qiu)菌侵入細胞后所放出的(de)(de)(de)蛋(dan)白結合而成的(de)(de)(de)膠。

從(cong)化濃性鏈球菌侵入細(xi)胞后釋放出(chu)的蛋(dan)白(bai)(bai)獲得(de)靈感，這種蛋(dan)白(bai)(bai)能夠分(fen)為二部(bu)分(fen)，但(dan)當它們再相遇時，會像(xiang)膠一樣結合在一起: 由這兩部(bu)分(fen)蛋(dan)白(bai)(bai)組成的膠，稱為分(fen)子強(qiang)力膠(molecular superglue)。

這種膠的粘結強度高、耐高低溫性(xing)能(neng)好，同時能(neng)夠承(cheng)受酸和其它惡(e)分環境

未來(lai)發展(zhan)趨(qu)勢：未來，此種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)可用(yong)作癌癥的(de)診斷手段，分子強力膠可粘結金(jin)屬塑料(liao)及其(qi)種(zhong)(zhong)物(wu)質，解決現有各種(zhong)(zhong)涂料(liao)都與金(jin)屬粘附不強的(de)問題。

16超材料

簡介：所謂(wei)“超材料”(Metamaterial)，是(shi)21 世紀以來出(chu)現的特種復(fu)合材料或結(jie)(jie)構，通過對材料關鍵物理尺寸上進行(xing)有序結(jie)(jie)構設(she)計，使其獲得常(chang)規材料不具(ju)備(bei)的超常(chang)物理性質。

超(chao)材(cai)料(liao)涉及眾多(duo)學(xue)科(ke)領域，如(ru)物理、化學(xue)、光電子學(xue)、材(cai)料(liao)科(ke)學(xue)、半(ban)導體科(ke)學(xue)以及裝(zhuang)備制造等(deng)，是(shi)全球(qiu)最前沿、最具有(you)戰略性意義的研究(jiu)課題(ti)。

被美國Science雜志列入本世紀前10年的10項重要(yao)科(ke)學(xue)進展之一，同時Materials Toda雜志也稱其為材料科(ke)學(xue)50年中的10項重要(yao)突(tu)破之一。

未來發(fa)展趨勢：超(chao)(chao)材(cai)料(liao)將有(you)可能成(cheng)(cheng)為一(yi)種(zhong)前(qian)途(tu)不(bu)可限量(liang)的(de)新型材(cai)料(liao)，但是目前(qian)距(ju)離真正(zheng)大(da)規模的(de)產業化還有(you)一(yi)定(ding)距(ju)離，有(you)許多的(de)難題有(you)待克服，這也將成(cheng)(cheng)為未來(lai)超(chao)(chao)材(cai)料(liao)研(yan)究的(de)主流方向，并可能出現因技術的(de)進一(yi)步突破取得更多成(cheng)(cheng)果(guo)的(de)領域。

17量子金屬

簡(jian)介：量(liang)子是現代物(wu)理的(de)重要概念，是物(wu)質和(he)能(neng)量(liang)的(de)最(zui)小(xiao)基本單位，量(liang)子金屬是由最(zui)小(xiao)單元粒子構成的(de)金屬，是一(yi)種(zhong)獨特的(de)二(er)維(wei)材料。

量子(zi)金屬(shu)擁有普(pu)通金屬(shu)的(de)特(te)性(xing)，并具有絕緣(yuan)、超導的(de)特(te)性(xing)，其在(zai)(zai)(zai)中等強(qiang)度磁場中呈(cheng)現為量子(zi)金屬(shu)，在(zai)(zai)(zai)強(qiang)磁場作(zuo)用下成為絕緣(yuan)體，在(zai)(zai)(zai)-272℃以下溫度環境中則(ze)轉變為超導體。由此(ci)可見量子(zi)金屬(shu)存在(zai)(zai)(zai)兩個維度狀態的(de)可能(neng)性(xing)研究

未(wei)來(lai)發展趨(qu)勢：據行業分析人(ren)士表示，超(chao)導(dao)體是量子金屬研究的重要(yao)方(fang)向。超(chao)導(dao)體是臨界溫度(du)以下電(dian)阻(zu)為零(ling)的導(dao)體，可無損耗的傳輸電(dian)流，能夠廣(guang)泛應用在電(dian)子、通信、電(dian)力(li)、交通、醫(yi)療、核工業、航空航天(tian)等產業中(zhong)。

2021年，全球超(chao)導(dao)(dao)體(ti)市場(chang)規模約為(wei)76億(yi)美(mei)元，呈現持(chi)續增長態勢。超(chao)導(dao)(dao)體(ti)可(ke)分為(wei)低(di)溫(wen)超(chao)導(dao)(dao)體(ti)、高(gao)溫(wen)超(chao)導(dao)(dao)體(ti)兩大(da)(da)類，低(di)溫(wen)超(chao)導(dao)(dao)體(ti)占據(ju)絕對主導(dao)(dao)地位，發展勢頭強勁。量子金屬是低(di)溫(wen)超(chao)導(dao)(dao)體(ti)的(de)一(yi)種(zhong)，其研究與應用具(ju)有較大(da)(da)價值。

18硼墨烯

簡介：硼(peng)墨(mo)(mo)烯，一(yi)種二維(wei)材料，是元素確形成的類似石墨(mo)(mo)烯的單層平面原子結構是僅有(you)一(yi)層原子厚度的薄膜。

確墨烯由人工合成，預測有多種結構(gou)，其擁有獨特(te)屬性(xing)，展現出(chu)許(xu)多金屬特(te)性(xing)，特(te)別是電子特(te)性(xing)優異，是一種新型二(er)維材料。

未來發展趨勢：據(ju)行業分析人(ren)士表示，為推(tui)動(dong)工業技術升(sheng)級(ji)，全球市場對(dui)新(xin)材(cai)料的(de)研(yan)(yan)究與應用關(guan)注度高(gao)，政府(fu)與資本在新(xin)材(cai)料研(yan)(yan)究領域的(de)投資力度不斷加(jia)大，高(gao)性能新(xin)材(cai)料不斷被研(yan)(yan)發問世，實現商業化(hua)發展速(su)度加(jia)快。

確墨(mo)烯作為新(xin)型的(de)二維材(cai)料具有(you)(you)優異的(de)電子(zi)(zi)特(te)性，在(zai)電子(zi)(zi)、能源等產業中擁有(you)(you)巨(ju)大(da)發展潛(qian)力，短期(qi)來(lai)看(kan)由于仍處于研究階段，其應(ying)用市(shi)場尚未形成，但長期(qi)來(lai)看(kan)，對(dui)比石(shi)墨(mo)烯，其擁有(you)(you)廣闊市(shi)場空間。

19可編程水泥

簡(jian)介：可編(bian)(bian)程(cheng)(cheng)水(shui)泥，通過控制水(shui)泥微(wei)粒(li)的微(wei)觀形狀，將水(shui)泥微(wei)粒(li)”編(bian)(bian)程(cheng)(cheng)”形成高(gao)密度(du)、低孔(kong)隙的特種(zhong)混凝土，使其堅固性提高(gao)，防水(shui)性與耐腐蝕性提升(sheng)。

可編程(cheng)水泥是一種(zhong)技術含(han)量較高的(de)新(xin)型水泥，除了其綜合性能得到提(ti)升(sheng)以外，其在生產與(yu)應用過(guo)程(cheng)中(zhong)對環境(jing)的(de)危害(hai)也大幅降(jiang)低

未來發(fa)展(zhan)趨勢(shi)：據行業分析人士表示，目前來看，我國在(zai)可(ke)編程(cheng)水泥研究方面與(yu)美國相比關(guan)注度(du)較低，但為實現(xian)從制造大國向(xiang)制造強國轉變，以及實現(xian)碳中(zhong)和、可(ke)持續發(fa)展戰(zhan)略(lve)目標(biao)；

我國政(zheng)府正在大(da)力推動高(gao)性能、高(gao)環保新材料的研(yan)(yan)究工(gong)作(zuo)，未來，我國新型建筑材料相關(guan)研(yan)(yan)究投入將(jiang)不斷加(jia)大(da)，可編(bian)程水(shui)泥(ni)相關(guan)研(yan)(yan)究成果有望(wang)不斷增多。

20超薄鉑

簡(jian)介：超薄鉑(bo)是一種快速、廉價地沉積鉑(bo)超薄層的新方法，可減(jian)少用于(yu)燃料電池(chi)催化劑的金屬用量，從(cong)而大大降低其成本。

未來發展(zhan)趨勢：此種材料未來或將用在(zai)氨燃料電(dian)池等領域。

21鉑金合金

簡介：鉑合金(jin)是指鉑與其(qi)他金(jin)屬混合而成的(de)合金(jin)，如與鈀(ba)、,銠(lao)、釔、釕、鈷、鋨、銅等。

鉑合金作為功能材(cai)料(liao)被用作測溫(wen)材(cai)料(liao)、催(cui)化劑、電接觸材(cai)料(liao)、電極材(cai)料(liao)、彈性材(cai)料(liao)、水磁(ci)材(cai)料(liao)等。

鉑(bo)合(he)金(jin)測溫(wen)材料高(gao)溫(wen)熱電性(xing)穩定、精度高(gao)，主要是鉑(bo)銠(lao)、鉑(bo)鉬和(he)鉑(bo)鈷系合(he)金(jin)。鉑(bo)銠(lao)合(he)金(jin)有良好高(gao)溫(wen)抗氧化性(xing)和(he)化學(xue)穩定性(xing)。

鉑鉬合金熱電偶(ou)是在(zai)真空或惰性氣(qi)氛及核場測量中(zhong)使用的高溫熱電偶(ou)。鉑鈷合金作電阻溫度計，在(zai)20K以上工(gong)作有很高的精度和靈敏度。

鉑合金(jin)(jin)催化劑是(shi)氨(an)氧化法制取硝酸的唯一(yi)材(cai)料。催化劑主要是(shi)鉑銠(lao)或鉑銠(lao)鈀合金(jin)(jin)網(wang)。

未來發展趨勢(shi)：鉑合金(jin)在高溫應(ying)變(bian)材料、精(jing)密電位器繞組材料、醫(yi)用材料、首飾、貨幣等方面(mian)都有(you)廣泛應(ying)用，未來發展潛力及巨(ju)大。

22自修復材料

簡介：自修(xiu)復材料，顧名(ming)思義，就(jiu)是在含有某種(zhong)材料的(de)物品出現損傷時，不需(xu)或者只需(xu)很少的(de)干預(yu)，破(po)損處就(jiu)會(hui)自動(dong)修(xiu)復。

這樣(yang)，在延長物品壽命、確保(bao)其使用安全性和完整性的同時，也降低了維(wei)護成本。對自修(xiu)復材(cai)料的研究，始于20世紀90年代的建(jian)筑(zhu)混凝土領(ling)域。

但直到2001年，世界電化學家、美國人懷特等人在Nature雜(za)志發文，將填充修復劑的(de)微膠囊埋到含催化劑的(de)環(huan)氧樹脂中，才(cai)開發出了聚合物自修復材料，相(xiang)關(guan)研究(jiu)逐步引起國際上的(de)廣泛關(guan)注(zhu)。

未來發展趨勢：隨著(zhu)自修復技術(shu)的快速發(fa)展(zhan)，各(ge)種各(ge)樣的自修復材料必將(jiang)在建筑、汽車、航天、航空、電子等行(xing)業領域得(de)到更廣泛應用，對節(jie)約資源、實(shi)現可持續(xu)發(fa)展(zhan)意義重大。

23可阻擋陽光的玻璃涂層

簡介(jie)：這(zhe)是一種新型涂料，可以自行調節玻(bo)璃的透(tou)明(ming)度(du)，對于(yu) 67oC 以上的溫度(du)，這(zhe)種透(tou)明(ming)涂層將變(bian)成(cheng)反射金屬般的光(guang)潔(jie)度(du)來反射陽光(guang)。

未來(lai)發展趨勢(shi)：此種材料未來(lai)可應用于建筑、交通運輸等領域(yu)。

24仿生塑料

簡介(jie)：仿生材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)是指(zhi)模仿生物的(de)各種特點或特性而研制開發的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。通(tong)常(chang)把仿照生命系統的(de)運行模式和生物材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)結構規律而設計制造(zao)的(de)人工材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)稱為(wei)仿生材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。

仿生塑料(liao)既具有遠(yuan)高于工程塑料(liao)的強度(du)，又有很(hen)強的韌性(xing)和抗裂紋擴展性(xing)能。

在(zai)零下130攝(she)氏度至零上150攝(she)氏度范圍內，其尺寸(cun)變(bian)化非常(chang)小，在(zai)室溫下，它的(de)(de)熱膨脹系數僅為普通(tong)塑料的(de)(de)約(yue)十(shi)分之一。

未來(lai)發展趨勢(shi)：隨著我國(guo)城(cheng)市(shi)化進(jin)程(cheng)的加快，社會穩(wen)定和城(cheng)市(shi)安全等問題逐漸浮出水面(mian)，仿生塑(su)料(liao)技術是實現基礎(chu)設施建設的關鍵技術。

因此(ci)隨著社會經(jing)濟(ji)和信息技術的進一步發展，仿生塑(su)料的應(ying)用將(jiang)成為未(wei)來的新(xin)趨勢。

25光子晶體

簡介：光子(zi)晶體是周期性的(de)光學納米結(jie)構影響的(de)運動光子(zi)在(zai)大致相同的(de)方式，離子(zi)晶格影響電子(zi)在(zai)固體。

在自然界中，光子晶體以結構著色和動物反射器的形(xing)式(shi)出現(xian)，并且以不同的形(xing)式(shi)有望在一系列應(ying)用中有用。

光(guang)子晶體是用于控制和操縱(zong)光(guang)流的有吸引(yin)力的光(guang)學材料。

未(wei)來發展趨勢：一維光(guang)(guang)子晶(jing)體已經以薄膜光(guang)(guang)學的形式(shi)被廣泛(fan)使用(yong)，其應(ying)用(yong)范圍(wei)從鏡片(pian)和鏡子上的低反射(she)涂(tu)層(ceng)和高反射(she)涂(tu)層(ceng)到(dao)變色(se)的油漆和油墨(mo)。

高維光子晶體對于(yu)基(ji)礎研(yan)究和(he)應用研(yan)究都(dou)非常感(gan)興趣，而(er)二維光子晶體正(zheng)開始找到商(shang)業(ye)應用。

涉及(ji)二維(wei)周期(qi)性光子晶(jing)體(ti)的(de)商(shang)業產品已經(jing)以光子晶(jing)體(ti)纖維(wei)的(de)形式出現，與用于非線性設備(bei)和引導奇異波長的(de)常規光纖相比，其使(shi)用微(wei)米級結構來(lai)束(shu)縛具(ju)有與根本不同的(de)特(te)性的(de)光。

三維(wei)對應(ying)物還遠未實現商業化，但當某些技術方面(mian)，如(ru)可制(zhi)造性和(he)主要困難得到控制(zhi)時，它們可能(neng)會(hui)提供其他功能(neng)，如(ru)光(guang)(guang)學(xue)計算機中使用的(de)光(guang)(guang)學(xue)晶體管(guan)的(de)操作所(suo)需的(de)光(guang)(guang)學(xue)非線性。

26耐燒蝕陶瓷材料

簡介：耐(nai)燒蝕(shi)陶瓷材料是一(yi)種很有(you)發展前途的(de)高(gao)溫結(jie)構材料，熔點高(gao)，可用作優質耐(nai)火材料，如(ru)熔爐(lu)、高(gao)溫爐(lu)管等。

在(zai)耐燒(shao)蝕陶(tao)瓷(ci)材料中，有一種稱為(wei)結構材料的材料，主要由強度、硬度、韌性等力學性能組成。

金(jin)屬已廣泛用(yong)作(zuo)結構材料，但由于金(jin)屬易腐蝕(shi)，在高(gao)溫下會氧化，因此不適合(he)在高(gao)溫下使用(yong)。

高(gao)溫(wen)(wen)結構材料(liao)的出現(xian)彌(mi)補了弱金(jin)屬材料(liao)的不(bu)足。這種材料(liao)耐(nai)高(gao)溫(wen)(wen)，不(bu)怕(pa)氧化，耐(nai)酸堿(jian)腐蝕。

27可替代空調的墻體材料

簡介(jie)：這種(zhong)名為Hydroceramics的材料是由水凝膠(jiao)氣泡組成，這種(zhong)水凝膠(jiao)氣泡在水中(zhong)可以擴(kuo)大到(dao)原(yuan)先體(ti)積(ji)的400倍。

未(wei)來發展(zhan)趨(qu)勢：由于這種(zhong)神奇的(de)屬性(xing)，球面吸收的(de)液體將會在炎熱的(de)天氣蒸發到(dao)周圍(wei)空氣，從而(er)起到(dao)降溫的(de)作用。

28無限可回收塑料

簡(jian)介(jie)：無限(xian)(xian)可(ke)(ke)回(hui)收(shou)塑料(liao)(liao)是指可(ke)(ke)以無限(xian)(xian)期回(hui)收(shou)利用的塑料(liao)(liao)。與常見的普(pu)通塑料(liao)(liao)相比，無限(xian)(xian)可(ke)(ke)回(hui)收(shou)塑料(liao)(liao)能夠回(hui)收(shou)，可(ke)(ke)以避免塑料(liao)(liao)制(zhi)品進入生態環境(jing)中造成危害(hai)，生態價(jia)值大；

與(yu)可(ke)降解塑料(liao)相比，無限可(ke)回(hui)收塑料(liao)制品在自(zi)然(ran)界(jie)中不(bu)降解，可(ke)以再利(li)用，經濟(ji)價值大。

未(wei)來發展趨勢：無限可(ke)回收塑(su)料(liao)(liao)在可(ke)持(chi)續發展戰(zhan)略背景下擁有廣闊市場前景。據(ju)行業分析人士表(biao)示，現階段常見的塑(su)料(liao)(liao)在生態價值(zhi)、經(jing)濟價值(zhi)等(deng)方面(mian)或多或少存在問題，無限可(ke)回收塑(su)料(liao)(liao)可(ke)最(zui)大程度的解決這些問題，替代現有塑(su)料(liao)(liao)來(lai)制(zhi)造各種產品。

294D打印材料

簡(jian)介：目前4D打印材料主要是(shi)高分子(zi)聚合物(wu)，比如2014年有科學家研發(fa)了一種拉力敏感(gan)聚合物(wu)纖維(wei)，并制作(zuo)成可以根據穿(chuan)戴者的體型(xing)和動(dong)作(zuo)進行自動(dong)變形的連衣(yi)裙。

未來發展(zhan)趨勢：智能材料是(shi)4D技術的核心。但由于相關研究仍處于早期階(jie)段(duan)，現可投入(ru)使用的成熟材料尚少，主(zhu)要以多(duo)聚物為主(zhu)，故機遇挑戰并存。

當前的一個(ge)重點研究領域就是探索陶瓷、金屬乃(nai)至生物物質、復合材料作為打印原料的可(ke)能性(xing)。

30讓皺紋消失的材料

簡介：將(jiang)這(zhe)種(zhong)細膩(ni)而柔(rou)滑的聚合物(wu)涂在皮膚上(shang)，能夠瞬間(jian)拉緊皮膚、消(xiao)除下垂，在不知不覺間(jian)讓(rang)皺紋(wen)消(xiao)失。

未來(lai)發展趨勢：此種材料在護膚(fu)品(pin)開發(fa)和皮膚(fu)病治(zhi)療方面具有良好應用(yong)前景(jing)。

轉載(zai)自(zi)：化工好料到

來(lai)源：中國(guo)化工信息周刊