腦洞大開：2019最具潛力新材料，比泡沫輕100倍

人類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製造工業的發展趨勢。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

突破性：將這種細膩而柔滑的聚合物塗在皮膚上，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

突破性：從化濃性鏈球菌侵入細胞後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：可用作癌症的診斷手段；分子強力膠可粘結金屬、塑料及其種物質，解決現有各種塗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

突破性：細菌被餵食糖、鹽和其他微量營養素以產生絲蛋白質，然後將這種蛋白質變成細粉末，紡製成纖維、複合材料等。

應用領域：紡織材料、醫療和飛機船舶製造等領域。

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

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：建築、工業。

主要研究機構（公司）：萊斯大學。

05

無限可回收的塑料

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

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、建築等領域有巨大潛力。

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

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

應用領域：可用於製造新型發電系統、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

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。波音公司計劃採用該成果製造更輕、更省油的飛機。

主要研究機構（公司）：HRL實驗室。

09

木材海綿

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，可重複使用多達10次。這種新型海綿在容量、質量和可重複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

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 Inc、蘋果、松下、美國加州大學聖地亞哥分校、哥倫比亞大學等。

11

Karta-Pack（棉纖維）

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、傢具設計等。

主要研究機構（公司）：PulpWorks。

12

石墨烯氣凝膠

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（癒合）材料

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、驅動和信息處理於一體，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、建築材料等領域。

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

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，製成環境友好材料，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

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製成的菌絲體。

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、儀錶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、衝浪板和服裝。

主要研究機構（公司）：Ecovative設計公司。

16

磁致伸縮材料

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，有些條件下性能優於壓電陶瓷。

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

17

碳納米管

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、感測器等。

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

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等

19

離子液體

突破性：具有高熱穩定性、寬液態溫度範圍、可調酸鹼性、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

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、感測器、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

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、可摺疊設備領域，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

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

應用領域：可用於製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，它也可用於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。

文章來源：51design我要設計

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