新材料技术及产业发展趋势

 

  一、新材料开发向复合化、高性能化、多功能化、低成本化和按用户要求开发的方向发展

 

  结构材料正向着尺寸更小,功能更强的方向发展,主要是通过结构的复合化来实现,复合材料成为发展最迅速的材料领域之一。同时注重结构材料的非结构功能成为一个发展方向,如电、光、磁生物性能。其中,许多材料向着薄膜、表面或界面材料发展。

 

  随着器件向微型化、多功能化模块集成化方向发展,功能材料的多功能集成化、材料和器件的一体化也成为重要的发展趋势,这样可以有效地提高产品的性能并降低成本。

 

  新材料开发的一个重要趋势是按特定的应用目标来进行,针对特定的应用条件来研制新材料可以简化和加快新材料的研制速度,提高材料的使用性,便于新材料迅速走向实际应用。

 

  二、开发新材料与改进及合理利用基础材料并重

 

  在材料科技发展中,世界各国既注重新材料研究的系统性和超前性,也对基础材料在发展国民经济、提高人民生活水平及在社会可持续发展中的地位和作用给予了特别关注。材料领域未来的发展方向是既要发现创造新材料,又要最大程度的发挥基础材料的实用性并进行改进。美国的纳米、光伏及电子计划主要瞄准新材料的开发与应用,而同时又有未来工业材料计划及建筑材料计划主要针对基础材料的改进。日本既制定了纳米计划、21世纪之光计划,也有超级钢计划。韩国的G7计划及2025构想提出了针对高新材料的发展方向,在新材料产业战略中对钢铁、化工材料的发展制定了明确目标。

 

  三、材料多学科交叉及多部门参与不断加强

 

  材料科学与工程的复杂性越来越大,与信息、能源、生物医用、交通、建筑等产业的结合越来越紧密,材料科学与工程与其他学科交叉的领域和规模都在不断扩大,如生物学、医学、电子学、光学等,对学科交叉的认知和有力推动将对一个国家的材料事业和超前发展起到举足轻重的作用。由于材料的基础性,其科技开发跨越各个相关部门,各国都致力于把材料发展纳入到产、学、研、官一体化的平台,以满足材料开发对各个部门提出的不同要求。随着材料领域的不断扩展和研究的不断深入,这种多部门参与的趋势会不断得到加强。高科技的需求促进了功能材料的智能化发展,军事工业界的介入已经使智能材料等成为多学科综合交叉的研究热点。

 

  四、新材料产业与上下游进一步融合

 

  伴随着元器件微型化的趋势,新材料技术与器件的一体化趋势日趋明显,新材料产业与上下游产业相互合作、融合得更加紧密,产业结构出现垂直扩散趋势,同时,基础材料产业正向新材料产业拓展,世界上很多著名的新材料企业以前都是钢铁、化工、有色金属等基础材料企业,它们利用积累的大规模生产能力、生产技术及充足的资金进入新材料领域。

 

  五、新材料制备、成形和加工技术出现重大变革

 

  21世纪高科技及新材料的出现导致材料成形加工技术的发展与变革,传统加工技术不断改进并逐渐走向综合、多样化、柔性化、多学科化,“新一代精确成形加工技术”与“多学科多尺度模拟仿真”成为材料加技术研究的两个重要前沿领域。

 

  六、新材料与生态环境及资源的协调性备受重视

 

  面对资源、环境和人口的巨大压力,各国都在不断加大生态环境材料及其相关领域的研究开发力度,并从政策、资金等方面都给予更大支持。

 

  七、标准化程度加强

 

  由世界主要国家参与组织的“新材料和标准凡尔赛论坛”(VAMAS)通过提供统一的测量技术基础、检验、规范和标准来支持以新材料技术为依托产品的世界贸易,成为国际层面上协调标准化的重要组织。

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