近年来材料新趋势还有哪些？-材料发展的新趋势

新材料的前景

目前我国与国外新材料水平相比还存在很大的差异。未来新材料领域的发展方向主要有新能源材料、半导体材料、轻量化材料、高分子材料、纳米材料、生物材料、及结构复合材料。

在政策的扶持下，中国新材料产业发展前景巨大。材料行业作为一国工业体系的基础，其关系着高新技术产业的发展。未来的增长方式会向绿色化、高端化、智能化方向转型升级，新材料前景非常乐观。

未来我国新材料产业还将面临更大挑战。随着人力财力的投入加上政策护航与企业配合齐头并进，我相信我国新材料产业将由大国向强国突破、走向高质量发展的时代。

材料信息学

如今，大公司采用数据驱动的材料方法，并通过信息学和计算技术原理以及ML和AI进行增强。这使他们能够以细致的方式排列和建模材料数据。除了优化从复杂材料数据中可靠地获得科学见解的能力外，信息学还加快了研发的时间表，节省了时间和劳动力。

有机电子、电池组合物、增材制造合金、聚氨酯配方以及纳米材料开发都是材料信息学可以产生直接影响的应用。广泛的材料用例意味着从电子制造商到化学公司都可以看到材料信息学的产业应用。

哈佛大学的清洁能源计划，把太阳能电池的分子材料作为主要的研究重点，通过机器学习来预测模拟物质的实际属性。IBM公司和哈佛大学联合公布了最大的太阳能电池材料数据库，大约包含两百三十万个备选材料，为太阳能电池材料的研究提供了数据支持。

Intel公司和三星公司将人工智能技术与材料大数据融合，用于相变存储合金和高介电材料研究。

总部位于美国的初创公司Kebotix为材料研究开发了一种自动驾驶实验室解决方案，以加速新材料的探索。这家初创公司利用大数据、基于人工智能的决策、专用机器人和方便的界面来简化科学家的周期。Kebotix对应对可持续性，公共卫生和危险工业物质方面的挑战特别感兴趣。

石墨烯2D材料

纳米技术的突破使材料科学公司能够配置2D或单层材料的途径。2D材料具有固有的导热性和机械强度，赋予工业应用增强的功能。然而，大多数2D材料，如锗烯、硅烯、锡烯和磷烯，仍在开发中，不包括石墨烯。作为第一种成功商业化的2D材料，石墨烯提高了拉伸强度、片内强度、表面耐久性、电子迁移率、柔韧性和耐热性。使用石墨烯的行业包括电子显示器、超级电容器、汽车、建筑涂料和塑料制造。

2004年，第一个要合成的2D材料是石墨烯。石墨烯是一种碳同素异形体，由厚度为0.14 nm的单层碳原子组成。它们形成一个二维六边形矩阵，允许电子以非常高的速度移动通过石墨烯，从而赋予其出色的导热性。石墨烯也是高度透明的：它仅吸收可见光谱中约2％的入射光。

现在已有很多产品和设备，通过石墨烯改善了性能。例如，石墨烯优异的导电率使得华为手机Mate20的电池充电速度变得更快。福特公司也选择使用大量的石墨烯，把车身改装得更为坚硬。

离子工业制造石墨烯材料。澳大利亚初创公司Ionic Industries渴望弥合石墨烯研究与开发其商业应用之间的差距。该创业公司融合了石墨烯和氧化石墨烯制造的专业知识和专利工艺。Ionic Industries专门从事用于水处理和纳滤以及储能的石墨烯添加剂。

表面工程

工业表面暴露在持续的磨损、腐蚀、紫外线和其他有害因素中，需要具有更高耐用性的涂层。这对于保护汽车、工业、农业、船舶和制造业资产以及提高生产力至关重要。此外，工程创新提供了赋予表面疏水性和全疏性、自清洁和平滑特性的可能性。

SolCold开发抗斯托克斯荧光技术。以色列初创公司SolCold开发了一种基于纳米过滤器和主动冷却涂料的表面改性解决方案。利用抗斯托克斯荧光技术，这家初创公司将来自太阳的热量和辐射转化为低成本的冷却系统。这家初创公司的技术在太阳能活动和传热之间建立了反向关系。该解决方案迎合了运输、建筑、农业和纺织行业的需求。

OPUS材料提供定制材料技术。总部位于英国的初创公司OPUS Materials为航空航天，移动，海洋和可再生能源行业设计创新的防污和自清洁涂料。该初创公司的解决方案改善了燃料消耗和气流，减少了腐蚀，并优化了材料效率。此外，OPUS材料允许通过设计创建涂层材料，并支持建立相应的供应链。

物料管理4.0

工业 4.0 正在推动其在物料管理、处理和加工方面的实践的实施。从自主采矿和先进的自动化制造到机器人操作和云计算，材料行业正在迅速数字化和互联。因此，新材料的开发与通过第四代工业技术的工业适应并行。

加拿大OffWorld公司目前在世界各国销售自主工业采矿机器人。该公司的革命性系统使采矿现场（包括极端或未开采的矿体）的智能多机器人操作成为可能。

INTSITE促进采矿场地优化。以色列初创公司INTSITE打算通过一套人工智能增强的自动化解决方案来解决物料搬运和采矿效率低下的问题。这家初创公司优化了运动轨迹、机器对机器通信和机器视觉算法。此外，INTSITE的互联自主重型机械使现场所有者能够提高物料搬运生产率和组织效率。

Seriforge实现碳纤维的大规模定制。总部位于美国的初创公司Seriforge自动化碳纤维制造，以实现高批量生产率和快速周期时间。这家初创公司的专利缝合和净成形预成型程序允许碳纤维零件的可扩展制造。

审核编辑 ：李倩