新材料與功能材料的戰(zhàn)略地位和發(fā)展趨勢(shì)概述

摘 要:新材料和功能材料的品種浩瀚，類別繁多，而且用途廣泛。它們是技術(shù)、知識(shí)密集的高技術(shù)含量產(chǎn)品，并且還聚集展示當(dāng)代最新的科技成果，對(duì)人民生活，國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及國(guó)防都起著重要的作用。因此，全球形成了一個(gè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，具有十分誘人的市場(chǎng)前景。本文主要對(duì)新材料和新功能材料的戰(zhàn)略地位和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞:新材料 功能材料 戰(zhàn)略地位 研發(fā)概況 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào):TB34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)10(c)-0062-01

當(dāng)今時(shí)代是以高科技為主導(dǎo)的新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，新材料和功能材料是高科技的先導(dǎo)、支柱與動(dòng)力。所以說，新材料和功能材料是新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的基礎(chǔ)。正是由于這一原因，新材料和功能材料受到各國(guó)的重視，也得到了各國(guó)科學(xué)家的青睞，許多國(guó)家為了搶占新材料和功能材料技術(shù)研究，都作出了戰(zhàn)略規(guī)劃以及投入大量資金。

1 新材料與新功能的戰(zhàn)略地位

進(jìn)入新經(jīng)濟(jì)時(shí)代以后，許多人開始高度重視材料學(xué)和材料產(chǎn)業(yè)，新材料和功能材料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被認(rèn)為是全球發(fā)展最快的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。同時(shí)，新材料和功能材料對(duì)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通、國(guó)防等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用和支持作用。可以這樣說，新材料和功能材料已經(jīng)應(yīng)用到了全世界所有領(lǐng)域，因此，加速對(duì)新材料和功能材料的研究、開放和應(yīng)用是社會(huì)進(jìn)步的必然要求以及信息時(shí)代的客觀要求。新材料和功能材料是當(dāng)前世界新科技革命的支柱之一，也是21世紀(jì)發(fā)展最快、最具有潛力的三大領(lǐng)域之一。人類進(jìn)步的基石是材料，社會(huì)進(jìn)步的支點(diǎn)是材料，當(dāng)代文明的依托還是材料。因此，新材料和功能材料在社會(huì)中的地位是不可替代的，它們是現(xiàn)代科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是社會(huì)持續(xù)發(fā)展的必備條件。新材料和功能材料已經(jīng)在化工產(chǎn)業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，它們推動(dòng)著化工產(chǎn)業(yè)跨向另一個(gè)巔峰。世界化工產(chǎn)業(yè)紛紛加大對(duì)新材料和功能材料的投入，搶占技術(shù)使用特權(quán)。新材料和功能材料已經(jīng)成為21世紀(jì)化工產(chǎn)業(yè)最大競(jìng)爭(zhēng)力。它們不但可以給化工產(chǎn)業(yè)打來巨大的利潤(rùn)，而且還能是企業(yè)在新經(jīng)濟(jì)時(shí)代中獨(dú)占鰲頭，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的化工市場(chǎng)立于不敗之地。

2 新材料與功能材料的發(fā)展趨勢(shì)

從新材料和功能材料的科技和應(yīng)用產(chǎn)業(yè)以及發(fā)展歷程來看，新材料和功能材料將向功能化、智能化、規(guī)格化、多樣化等趨勢(shì)發(fā)展。以下是具體趨勢(shì)介紹:

2.1 功能化、多功能化與智能化

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)新材料的智能化和功能化研究已經(jīng)取得了一定的成果，并應(yīng)用于化工產(chǎn)業(yè)，化工產(chǎn)業(yè)要求結(jié)構(gòu)材料趨向結(jié)構(gòu)功能化，也就是說，結(jié)構(gòu)材料逐漸向功能材料方向發(fā)展。在新經(jīng)濟(jì)下，化工企業(yè)必須使材料朝超功能材料發(fā)展，同時(shí)，產(chǎn)業(yè)中的被動(dòng)型材料朝主動(dòng)型功能材料發(fā)展。新材料和功能材料是繼天然材料、合成分子材料、人工設(shè)計(jì)材料后的第四代材料，是現(xiàn)代新技術(shù)發(fā)展的重要方向。新材料和功能材料支撐著化工產(chǎn)業(yè)未來高技術(shù)的發(fā)展，把傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料以及被動(dòng)材料逐漸取代和淘汰。

2.2 材料的尺寸規(guī)格、成品形態(tài)與加工制作

(1)在材料尺寸方面，由宏觀尺寸的材料向細(xì)觀、介觀(亞微觀)、微觀尺寸的材料方向發(fā)展。(2)在材料成品的規(guī)格方面，由常規(guī)材料產(chǎn)品向具有輕、薄、細(xì)、短、小、微、超寬、超大、超長(zhǎng)、高純等特規(guī)、特純材料產(chǎn)品的方向發(fā)展。鑒于各種功能薄膜在科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新等方面的重要作用，膜功能材料與膜技術(shù)已越來越受到科學(xué)家、專家、學(xué)者們的高度重視。當(dāng)今，各種功能薄膜如雨后春筍般地涌現(xiàn)出來，如磁性薄膜、超導(dǎo)薄膜、鐵電薄膜、液晶、薄膜晶體管(FTF)和金剛石薄膜等。可以認(rèn)為，日后，以透明導(dǎo)電薄膜材料(如透明導(dǎo)電氧化物(TCO)及金屬基復(fù)合多層透明導(dǎo)電膜等)為代表的膜功能材料，以溶膠凝膠法、化學(xué)氣相沉積等技術(shù)為代表的膜技術(shù)，將會(huì)取得長(zhǎng)足的進(jìn)展。(3)在材料成品的形狀方面，由常見的棒、絲、板、片、箔材向型材(或異型材)的方面發(fā)展。其中，管材尤其富有生命力，它是一種具有廣闊應(yīng)用前景與可觀經(jīng)濟(jì)效益的型材。(4)在材料成品的延伸與拓展方面，材料元件的一體化將日益引人注目，受人重視，并在高新技術(shù)材料的研制和傳統(tǒng)材料的深層次開發(fā)中發(fā)揮越來越重要的作用。(5)在材料加工方面，鑒于材料的內(nèi)稟性質(zhì)和功能與其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)關(guān)系甚密，因此，可通過加工和熱處理對(duì)材料組織進(jìn)行控制或改變，從而獲得所需的性質(zhì)與功能。特別令人感興趣的是:采用深加工或急冷處理，可使材料遠(yuǎn)離平衡態(tài)，進(jìn)入非線性區(qū)域，從而獲得工程上所需要的非凡性質(zhì)與功能。通過改變材料制作工藝，使其結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)生改變，是提高現(xiàn)有材料的功能性、獲得新功能或進(jìn)行材料功能設(shè)計(jì)的主要途徑。如通過將材料小型化、粉體化、纖維化、薄膜化、多氣孔化、無氣孔化、復(fù)合化、多功能化、智能化、型材化、材料元件一體化等方法，使材料獲得新功能或顯著提高其原有性能。

2.3 材料的材質(zhì)與復(fù)合

(1)材料在今后研發(fā)的重要方向是無機(jī)非金屬材料的研發(fā)，由于材料理論和設(shè)計(jì)不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，例如，納米材料、職能材料、能源材料、高tc超陶瓷材料、能源材料等材料的出現(xiàn)，使得科學(xué)家對(duì)無機(jī)非金屬材料研究格外活躍。目前，對(duì)學(xué)家們對(duì)無機(jī)非金屬材料研究時(shí)，功能材料朝著“四高一集一智”(高靈敏、高性能、高可靠、高精度，功能集成化、智能化)的方向發(fā)展。同時(shí)，結(jié)構(gòu)材料也向著“六高一復(fù)一低”(高耐溫、高韌性、高耐磨、高比強(qiáng)、高可靠、高耐蝕，復(fù)合化，低成本)的方向發(fā)展。(2)化工產(chǎn)業(yè)對(duì)無機(jī)非金屬材料中的硅材料尤其側(cè)目。硅材料不僅在以前對(duì)各產(chǎn)業(yè)起到巨大的作用，而且在將來仍然具有不可替代的作用。硅材料已經(jīng)滲透到社會(huì)各個(gè)方面，有資料表明，硅材料已經(jīng)融入我們生活40多年了。目前硅單晶產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為當(dāng)代信息產(chǎn)業(yè)的支柱。由于硅材料耐高溫、耐電暈、耐電弧、耐輻照、耐漏電、耐臭氧、耐候、難燃等特性，得到化工產(chǎn)業(yè)的青睞。(3)從跨世界科學(xué)材料發(fā)展趨勢(shì)我們可以看出新材料和功能材料在復(fù)合材料這方面，將由簡(jiǎn)單復(fù)合材料朝復(fù)雜體系復(fù)合材料的方向發(fā)展，并且科學(xué)家們教會(huì)給予高度重視。化工產(chǎn)業(yè)也紛紛期待著新材料和功能材料的發(fā)展能夠拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。今后，仿生復(fù)合、多功能復(fù)合、智能復(fù)合、納米復(fù)合、梯度復(fù)合、分子復(fù)合等將會(huì)形成新的研究和開發(fā)熱點(diǎn);通過顆粒復(fù)合、纖維(晶須)復(fù)合、多相復(fù)合等方式使材料補(bǔ)強(qiáng)和增韌，仍然保持良好的發(fā)展勢(shì)頭;非線性、低維、無序和非平衡態(tài)等，將為開創(chuàng)新型高性能和多功能復(fù)合材料提供新思路。

3 結(jié)語

綜上所述，新材料和功能材料是發(fā)展新經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)，是各國(guó)都想搶先占有的高技術(shù)產(chǎn)品，因此，它們?cè)絹碓绞艿礁鹘绲恼J(rèn)識(shí)，尤其是化工產(chǎn)業(yè)，掌握新材料和功能材料，就擁有了巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，就能在激烈競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中立于不敗之地。新材料和功能材料正向智能化，規(guī)格化、多樣化等趨勢(shì)發(fā)展，意味著它們的用途也將會(huì)越來越廣泛。

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