石墨烯量子點(diǎn)是2016年最有前途的20種新材料之一

石墨烯量子點(diǎn)是2016年最有前途的20種新材料之一

材料工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，特別是新材料，將給工業(yè)帶來革命性的變化。新材料是材料工業(yè)發(fā)展的先導(dǎo)，是重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。21世紀(jì)，隨著科技革命的快速發(fā)展，新材料產(chǎn)品日新月異，產(chǎn)業(yè)升級換代步伐加快。新材料技術(shù)與信息技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)等集成化、結(jié)構(gòu)與功能集成化、智能化趨勢明顯，材料的低碳、綠色、可再生資源化（環(huán)保）等環(huán)保特性備受關(guān)注。

2015，習(xí)近平總統(tǒng)訪問了英國曼徹斯特大學(xué)國家烯烴研究所，指出中國和英國可以在研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)有力的合作。

在此背景下，新材料上線，綜合國內(nèi)外知名研究機(jī)構(gòu)和公司的研究進(jìn)展，科技媒體評論和行業(yè)熱點(diǎn)研究，初步篩選出20種新材料。在此基礎(chǔ)上，大力開展2016年最具潛力的十大新材料評選活動，以促進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和新材料在中國的推廣應(yīng)用，以下是20種新材料的詳細(xì)情況（未排序）。

突破：導(dǎo)電性異常，電阻率極低，電子遷移速度極快，比鋼強(qiáng)幾十倍，透光性好。

發(fā)展趨勢：2010年諾貝爾物理學(xué)獎使石墨烯近年來在技術(shù)和資本市場上廣受歡迎。未來五年，石墨烯將在光電顯示、半導(dǎo)體、電子器件、儲能、傳感器、半導(dǎo)體、航空航天、軍工、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域迅速發(fā)展。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：石墨烯技術(shù)、Angstron材料、石墨烯廣場、濟(jì)南圣泉、青島華高三聚氰胺、廈門凱納石墨烯技術(shù)有限公司、濟(jì)寧萊特、寧波墨西哥、元素6等。

突破：嵌體富勒烯由C60離子轟擊制備，并從其他富勒烯混合物中提純（非常困難）。

發(fā)展趨勢：在醫(yī)學(xué)抗艾滋病、酶活性抑制、DNA切割、光動力療法、抗氧化劑、化妝品等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：牛津大學(xué)（牛津大學(xué)炭素材料設(shè)計公司）、中國科學(xué)院、北京大學(xué)、廈門富納新材料科技有限公司、深圳市通創(chuàng)利興有限公司、濮陽市永新富勒烯科技有限公司。

突破：與石墨烯相比，黑磷具有能隙，更容易探測光。它的能隙可以通過堆疊在硅基片上的黑磷層的數(shù)量來調(diào)節(jié)，這樣它就可以利用范圍波長吸收可見光范圍和通信。黑磷是一種直接帶半導(dǎo)體，它還可以將電子信號轉(zhuǎn)換成光。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：明尼蘇達(dá)大學(xué)、空軍研究院、國家科學(xué)基金會、深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、中國科學(xué)院、深圳大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海應(yīng)用數(shù)學(xué)與力學(xué)研究所等。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：Object、3D系統(tǒng)、Stratasys、北京航空材料學(xué)院、上海材料研究院、英特爾、中國材料力拓、華碩科技、光華偉業(yè)、銀河科技、銀邦股份、黑龍江新達(dá)等。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：Liquidmetal Technologies，Inc.，Institute of Metals，China Academy of Sciences，Donguan Pamti Haoyu，Yian Science and Technology，ByD，Donguan Yihao，Antai Science and Technology等。

發(fā)展趨勢：具有巨大潛力的新材料在節(jié)能、環(huán)保、保溫、電子電器、建筑等領(lǐng)域具有巨大潛力。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：美國阿斯彭公司、格雷斯W.R.公司、日本富士思力西亞公司、埃利森公司、納米公司、昆山藍(lán)生公司、湖南上一峰公司、陜西夢創(chuàng)公司等。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：溶劑創(chuàng)新公司、巴斯夫、中國科學(xué)院蘭州物理研究所、同濟(jì)大學(xué)、惠州大亞灣億榮化工技術(shù)有限公司。

突破：尺寸約2-20納米的半導(dǎo)體晶體，由幾個原子組成，其活動范圍有限，失去了原有的半導(dǎo)體性能。不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸發(fā)出不同顏色的光。當(dāng)量子點(diǎn)的大小足夠精確時，它們會發(fā)出明亮的紅綠藍(lán)光（顏色可調(diào)），從而更準(zhǔn)確地控制顏色顯示。

趨勢：未來醫(yī)學(xué)（發(fā)展標(biāo)志、基因組學(xué)、藥物篩選等）、半導(dǎo)體器件（電子器件、存儲等）、顯示照明等領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的前景。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：南京理工大學(xué)、中科院、吉林大學(xué)、清華大學(xué)、杭州納景科技有限公司、海洋納米科技有限公司、武漢嘉源量子點(diǎn)技術(shù)開發(fā)有限公司、星子（上海）新材料技術(shù)開發(fā)有限公司、中國量子道T熒光磁性納米材料有限公司、天津友瑞量子點(diǎn)技術(shù)開發(fā)有限公司、常州量子點(diǎn)生物技術(shù)有限公司、蘇州星閃爍納米技術(shù)有限公司、天津納米科技有限公司。

發(fā)展趨勢：根據(jù)材料的性質(zhì)改變傳統(tǒng)的加工觀念，根據(jù)未來的需要設(shè)計材料的特性，具有無限的潛力和革命性。

發(fā)展趨勢：水不溶性、化學(xué)惰性高、穩(wěn)定性高、無致癌作用、生物相容性高、耐受性好、彈性強(qiáng)度穩(wěn)定、無膨脹等。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：雅培醫(yī)學(xué)光學(xué)（有限公司）、美國超級晶體集團(tuán)（東莞市漢精納米材料有限公司、納米人工晶體（平湖）有限公司、臺州超級晶體人工晶體有限公司、常州超級晶體人工晶體有限公司、重慶超級晶體人工晶體有限公司）。美國倫斯泰克有限公司、阿波諾德（北京、蘇州）醫(yī)療科技有限公司、北京中彩人工晶體研究所、中非人工晶體研究所、北京人工晶體研究所、山東大學(xué)、上海硅酸鹽研究所、中國科學(xué)院等。

發(fā)展趨勢：具有導(dǎo)電性，可替代無機(jī)非金屬材料不能導(dǎo)電的應(yīng)用領(lǐng)域，在隔音降噪領(lǐng)域具有巨大潛力。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：阿爾坎（美國鋁業(yè)）、力拓（Rio Tinto）、西馬特（Symat）、諾斯克水電（Norsk Hydro）、杭州龍邦、寧波賽福、遼寧榮達(dá)、四川遠(yuǎn)泰達(dá)有色金屬材料有限公司。

突破：材料分子自組裝，實(shí)現(xiàn)材料的自智能化，改變原材料制備方法，實(shí)現(xiàn)材料自自發(fā)形成一定形狀和結(jié)構(gòu)。

發(fā)展趨勢：改變傳統(tǒng)的材料制備和材料修復(fù)方法，在分子器件、表面工程、納米技術(shù)等領(lǐng)域具有廣闊的前景。

突破：預(yù)成形后，受外界條件強(qiáng)迫變形，在一定條件下處理后，可恢復(fù)原有形狀，實(shí)現(xiàn)材料變形的可逆設(shè)計和應(yīng)用。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：中國科學(xué)院新材料研究所、蘭州西邁記憶合金有限公司、安泰科技、樂普醫(yī)療、江陰法申佩爾新材料科技有限公司。

突破：液體，既有固體磁性材料的磁性，又有液體的流動性，與傳統(tǒng)的磁性體材料不具有的特點(diǎn)和應(yīng)用。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：美國ATA應(yīng)用技術(shù)公司、日本松下、湖南威格磁流體有限公司、北京神然磁流體技術(shù)有限公司。

突破：自然降解，原料來自可再生資源，改變傳統(tǒng)塑料對石油、天然氣、煤炭等化石資源的依賴，減少環(huán)境污染。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：自然工程、巴斯夫、卡內(nèi)卡、金發(fā)科技有限公司、浙江海正生物材料有限公司、浙江杭州新福藥業(yè)有限公司、寧波天安生物材料有限公司、武漢華美環(huán)保科技有限公司。

發(fā)展趨勢：未來高溫超導(dǎo)技術(shù)的突破有望解決輸電損耗、電子器件發(fā)熱、綠色新型輸電磁懸浮技術(shù)等問題。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：日本住友、德國布魯克、中國科學(xué)院、上海超導(dǎo)技術(shù)有限公司、西方超導(dǎo)材料技術(shù)有限公司、遼寧中大超導(dǎo)材料有限公司、北京伊娜超導(dǎo)技術(shù)有限公司、華瑞超導(dǎo)技術(shù)有限公司。天津海泰超導(dǎo)電子有限公司、清華大學(xué)等。

突破：重量輕、強(qiáng)度高、模量高、耐化學(xué)腐蝕（耐有機(jī)溶劑、酸、堿、不膨脹）、熱膨脹系數(shù)低、強(qiáng)度高。

發(fā)展趨勢：產(chǎn)品性能趨于高性能，價格繼續(xù)下降，航空航天、體育產(chǎn)品消費(fèi)穩(wěn)步增長，民用工業(yè)消費(fèi)快速增長。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：日本東麗、日本多邦、日本三菱、美國HEXCEL、美國佐爾泰克、美國ALDILA、德國SGL SIGLI集團(tuán)、韓國泰光工業(yè)、中國臺灣塑料集團(tuán)、中富神鷹、威海發(fā)展、吉林神州碳纖維、江城汽車。邦邦纖維有限公司、蘭州藍(lán)星纖維有限公司、中石油吉華碳纖維廠、東華大學(xué)、西工大學(xué)、武漢工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。

主要研究機(jī)構(gòu)（公司）：Unidym，Inc.，Toray Industries，Inc.，Bayer Materials Science AG，Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.，Shenzhen Bertray，Suzhou First Element，China Academy of Sciences，山東大山碳納米管有限公司，Shenzhen Namigang Co.，Ltd.

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