トップ10の最も可能性のある新素材の在庫-グラフェン

新素材産業の「第12次5カ年計画」は、中国における多くの素材の将来の発展への道を示しています。ウィークリーファイナンシャルアフェアーズのこの号は、一定期間、材料科学の調査と研究の本質を促進します。 3つの段階にわたる新素材研究の最終リストをリストします。

グラフェン、炭素繊維、軽量合金、カーボンナノチューブ、超電導材料、半導体材料、機能性フィルム、スマート材料、生物材料、特殊ガラスなど、この時期に採用された将来有望な10の材料があります。

【グラフェン】

グラフェンは、これまでに見つかった中で最も薄く、硬く、最も導電性の高いナノ材料の1つです。グラフェンは「ブラックゴールド」と呼ばれ、「新素材の王様」です。科学者たちは、グラフェンが「21世紀を完全に変える」とさえ予測しました。 「」

興味深いことに、グラフェンは「背の高い」技術を使用して生まれたのではなく、英国のマンチェスター大学の2人の科学者によってグラファイト結晶から「接着」されました。

グラフェンはシリコンの代替品になる可能性が最も高く、将来のスーパーコンピューター用の超小型トランジスターになります。専門家によると、シリコンの代わりにグラフェンを使用すると、コンピュータープロセッサは数百倍高速に動作します。最近、マサチューセッツ工科大学の科学者は、グラフェンが特定の条件下で独自の機能を持つトポロジカル絶縁体に変換できることを発見しました。この研究は、量子コンピューターを作る新しい方法につながることが期待されています。

第二に、グラフェンはスーパーキャパシタとリチウムイオン電池の開発に役立ちます。関連データによると、グラフェン材料を追加すると、同じ体積の静電容量で容量の5倍以上に拡張できますが、リチウム電池の電極にグラフェンを追加すると、その導電率が大幅に向上します。さらに、グラフェンは、回路、タッチスクリーン、遺伝子配列決定、および羽毛状の超軽量航空機、超頑丈な防弾チョッキなどの分野での製造にも使用できます。

[カーボンファイバー]

低炭素経済の発展に伴い、炭素繊維製品の需要は引き続き増加します。炭素繊維の高強度、低密度、低線膨張係数などの特性により、航空機製造などの軍事分野、自動車や医療機器などの産業分野、ゴルフクラブや自転車などのスポーツレジャー分野で人気があります。

軍隊と国家安全保障局を改革するという第18回全体会議の決定は、炭素繊維産業の発展に利益をもたらした国防機器と安全保障機器の購入への期待を強めました。中国の軍事分野における炭素繊維の需要は常に非常に大きい。現代の戦略核兵器に不可欠な新素材の1つとして、炭素繊維とその複合材料は、多数の戦略ミサイル、ステルス戦闘機、現代の船、および非致死性兵器に使用されています。

【軽合金】

第12次5か年計画期間中、中国は高強度軽合金材料の開発に注力します。このプロジェクトは、2015年までに主要な新合金品種の開発において大きなブレークスルーを達成することを目指しており、30万トンの高級アルミニウム合金、2万トンの高級チタン合金、高強度マグネシウム合金ダイカストの生産能力を形成します。 、および150,000トンのプロファイルとプレート。 2014年は、高強度軽合金がプロジェクトの目標を達成するためのスプリントの年です。そのスプリントの結果は楽しみにしています。

チタン合金は、現代のハイエンド兵器で重要な位置を占める軽合金です。

データによると、近年、中国の軍用機のボディとエンジンの量産に使用されるチタンの質量比は25％に達し、F-22チタン合金の比率は41％に達しています。チタン金属は、高強度、優れた延性、耐食性、非磁性などの優れた特性により、航空宇宙、化学、石油、電力などの分野で広く使用されています。

チタン合金に加えて、軽合金には主にアルミニウム合金とマグネシウム合金が含まれます。アルミニウム合金は以前に使用され、現在では高い人気があります。自動車、船舶、その他の分野でよく見られます。

マグネシウム合金は実用的な金属の中で最も軽量であり、自動車が軽量化を実現するための最も重要な新素材の1つです。

【カーボンナノチューブ】

一次元ナノ材料としてのカーボンナノチューブは、軽量であり、完全な六角形の構造的接続を持っています。それらは多くの異常な機械的、電気的、化学的性質を持っています。

カーボンナノチューブは、金型として使用されるだけでなく、金属、酸化物、その他の物質の内部充填物としても使用できます。それらは、ナノ構造の電子デバイス、熱電材料、電池電極材料、低温および高感度センサー、生体分子担体、および触媒担体にも使用できます。

【超導電性素材】

超電導材料は、特定の温度で抵抗がなくなる材料です。超電導材料は珍しいことではありません。アルミニウム、カルシウム、硫黄、リンなど、私たちの生活の多くの材料は、超伝導特性を持っています。ただし、これらの材料の超伝導を実現するには、臨界温度や超高圧などの極端な条件に到達する必要があります。

近年、超電導材料には、ゼロ抵抗、完全反磁性、トンネリング効果の3つの特性があり、世界中で広く懸念されています。その最も広く知られている用途は、電力ネットワークです。抵抗がないため、電力網の損失はゼロであり、送電による電力損失の10％から20％を節約できます。

【半導体素材】

最近、デジタルホームとモノのインターネットの台頭は、半導体産業の急成長の恩恵を受けています。調査会社IHSiSuppliによると、家電市場は2013年に12％増加して26億ドルになり、昨年は23億ドルでした。さらに、半導体材料に関係する産業には、主に集積回路、LED、および太陽光発電が含まれます。

【機能フィルム】

機能性薄膜は、高度なポリマー材料の1つです。それらは多くの種類と異なる応用分野を持っており、戦略的な新興産業において重要な役割を果たしています。現在、有望な機能性フィルムには、主に光学フィルム、光起電性フィルム、リチウムセル膜、水処理透過膜、および高バリア包装膜が含まれる。

【スマート素材】

いつの日かあなたの携帯電話があなたのポケットの中にそれで再充電されることができるとあなたは想像したことがありますか？英国の科学者たちは、この欲求を満たすためにスマートな材料を使用してきました。

今年の前半、ボーダフォンとサウサンプトン大学は協力して、携帯電話をポケットのコネクタに接続することで充電できる便利な充電器を開発しました。ショーツは、フォーム素材を集めたスマートな生地で作られています。その役割は、人体が生成するエネルギーを電気エネルギーに変換することです。

スマートマテリアルには、センシング機能、フィードバック機能、情報認識・蓄積機能、応答機能、自己診断能力、自己修復能力、適応能力の7つの機能があると一般に考えられています。これらの7つの機能は、現在のホットウェアラブル機器と4Dテクノロジーにぴったり合っています。また、医療、軍事、建設などの分野でも大きな可能性を秘めています。

【生物素材】

生物学的材料は主に医学で使用されます。現在、生物学的材料は、脳を除く人体のすべての器官を生成するために使用されています。すでに市場に出回っている製品には、人工角膜、心臓ステント、ペースメーカー、人工硬膜などがあります。

【特殊ガラス】

特殊ガラスには、太陽光発電ガラスと極薄ガラスが含まれており、2つのサブ産業も最初の機会の開発を先導しました。モバイル機器産業の発展に伴い、さまざまなフラットディスプレイデバイス用の板ガラスや光の屈折と透過用の光透過ガラスなど、高性能ガラスの需要も高まっています。さらに、微結晶ガラスは、ソーラーパネル、集積回路、人工骨の歯にも使用されています。

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