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来源:新材料在线发布时间:2022-05-07295浏览
询问 AI
近年来，国家高度重视新材料产业的发展，先后将其列入国家高新技术产业、重点战略性新兴产业和十大重点领域。
目前国内新材料产业规模增速较快，发展空间广阔。为帮助材料企业预测未来发展方向，新材料在线®综合国内外知名研究机构和企业的研究进展从几大领域中遴选出100大潜力新材料。今天，带你们看看都有哪些材料上榜：
1.OLED发光材料
上榜理由
OLED显示技术实现自发光的基础
OLED发光材料构成了OLED显示器件的有机发光层，它既是OLED显示器件的核心材料，也是OLED显示技术实现自发光的基础。
Source：图虫创意
2.超薄玻璃
上榜理由
电子信息显示产业的核心材料，约占显示面板成本的20%
超薄玻璃是电子信息显示产业的核心材料，其质量关系到显示面板的分辨率、透光度、可视角度等指标，约占整个显示面板成本20%。
超薄玻璃的核心技术长期被美国、日本的少数几家公司垄断，造成我国光电显示产业链关键环节的严重缺失，产业发展长期受制于人，产品价格常年居高不下。打破垄断，开发超薄信息显示玻璃成为国家光电显示产业发展的重大战略需求。
Source：SCHOTT官网
3.高世代线玻璃基板
上榜理由
可为平板显示产业的发展节约大量材料成本
显示产业的发展离不开玻璃基板这个关键材料的支撑，高世代线玻璃基板由于尺寸更大，可切割的大尺寸液晶面板便越多，生产效益也就越高，从而为平板显示产业的发展节约大量的材料成本，为上游材料供给结构的适应性和灵活性起到改善作用。
Source：BOE官网
4.精细金属掩模板（FMM）
上榜理由
在OLED蒸镀工艺中形成像素，属于消耗性核心零部件
精细金属掩模板是OLED蒸镀工艺中的消耗性核心零部件，其主要作用是在OLED生产过程中沉积RGB有机物质并形成像素。目前国内FMM材料处于初始研发阶段，并不具备量产条件。
显示器专用FMM
Source：旭晖材料
5.光学膜
上榜理由
液晶显示实现图像显示的核心材料之一，在背光模组中成本占比最高
光学膜是背光模组的核心元件，在背光模组成本中占比最高。以42寸TFT-LCD(LED)电视为例，光学膜占背光模组成本的37%，占液晶模组总成本的17%左右，是液晶模组的重要组成部分。目前国内本土企业整体实力较弱且产业配套成熟度不高。
新型集成光学薄膜
Source：3M官网
6.柔性PI膜
上榜理由
取代传统刚性玻璃基板，是当前综合性能最佳的柔性基板材料
对折叠手机而言，传统玻璃材料坚硬易碎，柔性基板材料取代传统刚性玻璃基板是实现产品柔性的关键要素之一，而聚酰亚胺薄膜正是当前综合性能最佳的柔性基板材料。
柔性印刷电路板
Source：图虫创意
7.偏光片PVA膜
上榜理由
偏光片的核心原材料，实现偏光功能的基础
偏光片是电子显示行业的上游关键材料之一，其本质为一种复合膜，主要由PVA膜、TAC膜、压敏胶、离型膜和保护膜等复合而成。其中PVA膜是偏光片实现偏光功能的核心材料，决定了偏光片的偏光性能、透过率、色调等关键光学指标。
偏光太阳眼镜
Source：图虫创意
8.高性能水汽阻隔膜
上榜理由
OLED的“守护神”，可延长其使用寿命，急需摆脱进口
高性能水汽阻隔膜是OLED显示器件的关键材料之一，它可以保证OLED显示器长时间的工作，并延长其使用寿命。随着国内柔性面板制造技术的成熟，高性能水汽阻隔膜的需求量也会大大提高，但国内的产能有限，急需摆脱其对进口的依赖。
OLED显示器
Source：图虫创意
9.异方性导电胶膜（ACF）
上榜理由
打破传统封装的局限性，满足大规模集成电路微电子的封装要求
如今电子产品正朝着便携式、小型化的方向发展，这对电路组装技术提出了更高的要求，而传统的锡焊封装材料和技术已无法满足行业的发展需要。异方性导电膜的出现彻底打破了传统封装材料和工艺的局限性，完全满足了现代大规模集成电路微电子的封装要求。
IC与Film之间的贴合绑定
Source：图虫创意
10.特种光学聚酯膜（PET）
上榜理由
光学膜必不可少的基材，占其成本的70%以上
在LCD产业链中，光学膜的上游原材料为PET基膜、溶剂、胶水、粒子以及功能性助剂等。在价格传导上，PET基膜占光学膜产品直接材料成本的70%以上。
一个液晶显示屏最少可以用到7张具有不同功能的PET光学膜，但目前国内企业受制于技术及设备等因素牵制，行业存在普通聚酯膜过度饱和、高端聚酯膜供不足需的产品结构矛盾。
特种光学聚酯膜的应用
Source：3M官网
11.抗指纹涂层（AFC）
上榜理由
让物体表面凡“尘”不染
越来越多的消费者开始重视产品的颜值，随着产品的表面防护提升到关乎个人颜面的位置，抗指纹技术应运而生。这种表面处理工艺不仅可以保护产品不受外界环境的侵蚀，同时起到了美观的作用，使得产品的附加值大大提高。
AFC在眼镜上的应用
Source：图虫创意
12.OCA光学胶
上榜理由
触控屏的最佳胶粘剂
触摸功能是人们使用各种数字应用程序和物联网的关键接口，OCA光学胶（Optically Clear Adhesive）作为重要的触摸屏原材料之一，是用于胶结透明光学元件（如镜头等）的特种胶粘剂，也是目前触控屏的最佳胶粘剂。
手机镜头
Source：图虫创意
13.无镉量子点
上榜理由
真实地还原图像色彩，为未来“点亮”想象空间
量子点电视的诞生引发了行业内的色彩科技革命，打破了量子点技术走向显示应用的世界难题。量子点电视使用色彩纯净的量子点背光技术，革命性的实现了全色域显示，能够最真实地还原图像色彩，是虚拟增强现实技术和智能可穿戴显示设备的理想之选。
在水溶液中发光的量子点
Source：图虫创意
14.液晶高分子聚合物（LCP）
上榜理由
损耗值比传统基材小10倍，将在5G高频通信时代取代传统天线
在高频率下, LCP基材的损耗值仅为2‰~4‰，比传统基材小10倍。5G时代，LCP软板对普通天线传输线的替代将成为未来高频通信时代的发展趋势。
蜂窝移动通信的基站天线
Source：图虫创意
15.高导热石墨膜
上榜理由
5G时代突破“散热”难题的重要材料
电子设备的可靠性和设计寿命都与工作温度成反比，随着电子设备向小型化、高集成、高功率的方向发展，导热材料在电子产品中扮演着越来越重要的角色。
高导热石墨膜是近年来开发的一种新型导热材料，具有耐高温、重量轻、热导率高、化学稳定性强、热膨胀系数小等特点，成为5G时代电子设备突破“散热”难题的重要材料。
高导热石墨膜在手机上的应用
Source：DSN官网
16.大尺寸硅片
上榜理由
良品率低，进入壁垒高，是亟需进口替代的半导体核心基础材料
硅片的直径越大，其所能刻制的集成电路就越多，芯片的成本也随之降低。大尺寸硅片对技术的要求很高，良品率极低，企业进入壁垒极高，全球的大硅片市场形成寡头垄断的竞争格局。
Source：WaferPro
17.光纤预制棒
上榜理由
光纤、光缆的核心材料，代表着光通信技术的最高水平
在整个光纤光缆产业中，光纤预制棒、光纤、光缆占整个产业链的利润比约为7：2：1。长期以来，光纤预制棒被美国、日本等国的少数几家巨头企业所垄断，国内仅少数企业掌握光光纤预制棒的核心技术，进口比例约为六成，掌握光纤预制棒的供应是企业拥有盈利能力的关键。
光缆
Source：图虫创意
18.光刻胶
上榜理由
电子领域微细图形加工的关键材料，成本占整个芯片制造工艺的30%
光刻胶是电子领域微细图形加工的关键材料之一，没有光刻胶参与前期半导体集成电路芯片的工艺制作就很难有后续创新产品的出现。其成本约占整个芯片制造工艺的30%，并且耗费时间约占整个芯片制造工艺的40%—60%，被誉为电子领域的皇冠。
Source：图虫创意
19.高性能靶材
上榜理由
应用广泛，可极大提升产品的附加价值
一块普通的玻璃材料，只要镀上相应的靶材，就能变成手机触摸屏、太阳能集热板或液晶显示器，起到增透减反的效果，产品价值随之提升数十倍。靶材的应用广泛，光伏电池、平板显示器、大规模集成电路、微电子器件及装饰涂层等产业都离不开它。
液晶平板显示器用高纯金属溅射靶材
Source：江丰电子官网
20.高纯特种电子气体
上榜理由
电子产业的“粮食”和“血液”
电子气体广泛用于集成电路、显示面板、光伏能源、光纤光缆等电子产业的加工制造过程，被誉为电子产业的“粮食”和“血液”。电子特种气体从生产到分离提纯以及运输供应阶段都存在较高的技术壁垒，市场准入条件高，全球市场主要被几家跨国巨头垄断。
晶体硅电池片
Source：图虫创意
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21.湿电子化学品
上榜理由
集成电路刻蚀和清洗工艺的关键材料，85%的市场份额被海外掌控
不同线宽的集成电路制程工艺必须使用不同规格的超净高纯试剂进行蚀刻和清洗，其中半导体制造工艺用湿电子化学品的技术要求最高。半导体湿电子化学品的市场份额主要掌握在欧美、日本、韩国等国家的企业手中，占据全球85%以上的市场份额。
半导体湿法工艺制程
Source：Honest Version
22.碳化硅
上榜理由
技术最成熟、商业化程度最高的第三代半导体材料
与第一、第二代半导体材料相比，第三代半导体具有较大禁带宽度、高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率等特点，被誉为光电子和微电子产业的“新发动机”，有望引领新一轮的信息和能源产业革命。在第三代半导体材料中，碳化硅的技术成熟度最高，但目前的全球市场份额基本被国外企业垄断。
光伏逆变器
Source：图虫创意
23.氮化镓
上榜理由
光电转换性能突出，信号传输效率高，在5G高频时代备受关注
氮化镓作为一种宽禁带半导体材料，可以承受更高的工作电压，可在200℃以上的高温下工作，同时具有高功率密度、低能耗、适合高频率、支持宽带宽等特点，在光电转换方面性能突出，在微波信号传输方面效率很高，广泛应用于照明、显示和通讯（尤其是5G）领域。
雷达
Source：图虫创意
24.化学机械抛光（CMP）材料
上榜理由
集成电路化学机械抛光工艺必不可少的耗材
化学机械抛光工艺是半导体制造过程中的关键流程之一，抛光材料则是该工艺必不可少的耗材。在整个半导体材料成本中，抛光材料仅次于硅片、电子气体和掩膜板，占比7%，是半导体制造的重要材料之一。
化学机械抛光液
Source：图虫创意
25.封装基板
上榜理由
逐渐成为半导体的主流封装材料
随着半导体技术的发展，IC特征尺寸的不断缩小，集成度的不断提高，相应的封装技术也逐渐发展成超多引脚（超过300个）、窄节距、超小型化的特征，封装基板也逐渐取代传统引线框架成为主流封装材料。
封装芯片
Source：图虫创意
26.富锂锰基正极材料
上榜理由
极具潜力的下一代锂电池正极材料
随着新能源汽车及储能电站的快速发展，市场对下一代高性能锂离子电池的能量密度、功率密度、使用寿命均提出了更高的要求，富锂锰基正极材料具有放电比容量高(＞250 mAh·g-1 ) 、成本低、环境友好等特点，是极具潜力的下一代锂离子电池用正极材料。
动力电池
Source：图虫创意
27.三元正极材料
上榜理由
有效增加电池能量密度，减轻电池组的体积和重量
在新补贴政策下动力电池朝着高能量密度的方向发展，锂电三元材料在整体成本没有明显提高的前提下，能有效增加电池的能量密度，减轻电池组的重量和体积，是未来动力电池正极材料发展的主流方向之一。
圆柱电池
Source：图虫创意
28.硅碳负极材料
上榜理由
被寄予厚望的下一代锂电池负极材料
硅碳负极材料的理论储锂容量最高可达到4200mAh/g，比目前广泛使用的石墨类负极材料的372mAh/g高出10倍有余。其产业化后，将大大提升电池的容量，满足终端对电池容量日益增长的需求。
特斯拉Model 3
Source：图虫创意
29.锂电池隔膜
上榜理由
附加值高，市场需求快速增长
在锂电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一，也是技术壁垒最高的一种高附加值材料，约占锂电池成本的20-30%。近年来，在新能源汽车、3C产品等市场需求的推动下，锂电池隔膜的市场需求快速增长。
消费电子产品电池
Source：图虫创意
30.锂电池隔膜涂布超细氧化铝粉体材料
上榜理由
5G时代突破“散热”难题的重要材料
动力锂电池使用安全性的保障
隔膜是直接决定电池安全性能的关键材料，随着锂离子电池容量的不断提高，内部蓄积的能量越来越大，有可能出现温度过高使隔膜被融化而造成短路。如果在隔膜上涂上一层超细超纯氧化铝涂层，就能避免电极之间短路，提高锂电池的使用安全性。
锂电池隔膜
Source：Toray官网
31.电解铜箔
上榜理由
电子产品信号与电力传输的“神经网络”，高档铜箔严重依赖进口
电解铜箔是制造覆铜板（CCL）及印刷电路板（PCB）的重要材料，行业具有投资成本高、生产技术难以复制以及专业人才紧缺等特征，企业进入壁垒较高。目前，对于技术含量和附加值较高的高密度互连板（简称HDI）内层用铜箔和柔性电路板（简称FPC）用铜箔，几乎都是从日本、韩国进口。
铜箔
Source：图虫创意
32.动力电池电解液添加剂
上榜理由
动力电池电解液的价值核心，是制约动力电池发展的关键因素之一
动力锂电池作为目前主流的新能源汽车动力技术之一，是新能源汽车的核心零部件。目前电解液是制约动力电池发展的关键因素之一，决定了电池的循环、高低温和安全性能。添加剂是电解液的价值核心，对电解液的浸润性、阻燃性能、成膜性能等均有显著的影响，也是高性能电解液开发的关键。
电解液
Source：图虫创意
33.铝塑膜
上榜理由
软包锂电池的核心材料，目前市场被日韩企业垄断
锂电池用铝塑膜是软包锂电池电芯封装的关键材料，相比硬壳电池具有质量轻、安全系数高、可循环性能好等优势，对电池的诸多性能有着重要的影响，目前市场主要被日韩企业垄断。
软包锂电池
Source：LG官网
34.质子交换膜
上榜理由
成本占整个燃料电池堆的12%，技术壁垒高
质子交换膜是燃料电池的核心部件膜电极的重要组成部分，成本占整个燃料电池堆的12%，其性能对质子交换膜燃料电池（PEMFC）的使用性能、寿命、成本等有决定性的影响，技术壁垒较高。
氢燃料电池
Source：图虫创意
35.氢燃料电池催化剂
上榜理由
氢燃料电池电堆的关键部件，清洁能源的驱动力
氢燃料电池催化剂关系到燃料电池电堆的性能和寿命，由于其原材料铂和铂碳颗粒价格高昂，使得催化剂成为氢燃料电池核心部件电堆中成本最高的部件之一。
氢燃料电池城市公交车
Source：亿华通官网
36.气体扩散层材料
上榜理由
国产化突破对燃料电池的成本降低与推广应用具有重要意义
在质子交换膜燃料电池中，气体扩散层的主要作用是支撑催化剂，以及为参与反应的气体和生成的水提供传输的通道，是膜电极的关键组成材料之一，其国产化突破与量产，对中国燃料电池的成本降低与推广应用具有重要价值。
氢燃料电池飞机
Source：cnBeta.COM
37.高性能碳纤维及其复合材料
上榜理由
轻量化之王、“瘦身革命”的领导者
碳纤维作为一种性能优异的战略性新材料，其密度不到钢的1/4、强度却是钢的5-7倍。与铝合金结构件相比，碳纤维复合材料减重效果可达到20％-40％；与钢类金属件相比，碳纤维复合材料的减重效果可达到60％-80％。
碳纤维钓鱼竿
Source：创新材料馆®
38.高性能对位芳纶纤维及其复合材料
上榜理由
合成钢丝，有“全能纤维”的美称
对位芳纶纤维是一种极其重要的战略物质，在相当长的时期内，其技术和市场都被美国、日本等少数国家控制，我国对该产品的需求基本全部依赖进口。近些年来，我国对位芳纶纤维的研究开发卓有成效，技术壁垒被不断攻破。
防弹衣帽
Source：泰和新材官网
39.超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料
上榜理由
逐步取代芳纶，成为防弹领域的首选
超高分子量聚乙烯纤维与碳纤维、芳纶纤维并称为世界三大高科技纤维，鉴于其质轻、高强、比能量吸收高等特点，已逐步取代芳纶纤维，成为个体防弹领域的首选纤维。
超高分子量聚乙烯纤维绳缆
Source：湖南中泰官网
40.反渗透膜
上榜理由
堪称体外的高科技人工肾脏，解决水资源问题的主要途径
随着我国水资源问题的日趋严峻及环保政策对工业用水的不断施压，海水淡化行业快速发展，高效的反渗透海水淡化技术逐渐成为解决水资源问题的主要途径。反渗透膜是实现反渗透技术的核心元件，正逐渐成为制膜企业重点布局的产品。
汉堡港金属蛋的海水淡化厂
Source：图虫创意
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41.医用级钛粉与镍钛合金粉
上榜理由
推动个性化医疗大放异彩
《新材料产业发展指南》在突破重点应用领域急需的新材料中提到，要大力发展医用增材制造技术，突破医用级钛粉与镍钛合金粉等关键原料制约。
3D打印技术正在推动着医疗卫生产业的变革，钛及钛合金作为性能优异的生物医用材料，正以惊人的速度在发展。二者的结合，将助推个性化医疗大放异彩。
骨骼修复
Source：图虫创意
42.苯乙烯类热塑性弹性体
上榜理由
替代传统医用塑料的首选材料
传统的含邻苯类增速剂的PVC医用材料，因存在影响人体健康的隐患，被淘汰是必然结局。苯乙烯类热塑性弹性体在排除了对人体各种安全隐患之后，表现出卓越的性能，成为替代传统医用塑料的首选材料。
密封塞
Source：图虫创意
43.新型医用敷料
上榜理由
基于“湿性伤口愈合”理念，可加速创面修复、缩短病程
随着社会的进步和人们生活水平的提高，患者对伤口愈合、舒适度等要求也更加严格。新型医用敷料可以加速创面修复，减少伤口感染，缩短病程，减轻患者痛苦等，相比传统敷料有更大的市场潜力。
纱布及绷带
Source：图虫创意
44.碲锌镉晶体
上榜理由
用于安检和医疗检查，大大减少辐射对身体的危害
碲锌镉晶体是极具工程意义和战略意义的功能材料，相较于闪烁体探测器，它的能量和空间分辨率更高。未来碲锌镉晶体将助力实现安检中的液体检测和精准检测，使得液体可以带上飞机、雨伞和充电宝无需在安检时取出，同时可以实现医疗CT和骨密度仪辐射剂量的降低，让孕妇、老人和孩子也可以做相关的检查，还可以实现肿瘤的早期检测等。
CT扫描仪
Source：图虫创意
45.人工晶状体
上榜理由
人工透镜，是取代天然晶状体的高科技产物
人工晶状体是一种高科技产物，通过植入人工晶状体治疗白内障是目前最有效的手段。但是国内相关产品发展滞后，市场基本被国外产品垄断，尤其是软性人工晶状体，基本依赖进口，价格昂贵。
白内障手术移植人工晶状体
Source：图虫创意
46.高频覆铜板
上榜理由
高频高速时代下的关键材料，决定印刷电路板的命脉
高频覆铜板是一类应用在高频下具有高速信号、低损耗传输特性的PCB基板材料，处于覆铜板行业金字塔的顶端，行业门槛最高。它是5G高频高速时代通信行业发展的关键材料，印刷电路板的命脉主要取决于它。
移动通信基站
Source：图虫创意
47.碳/碳复合材料
上榜理由
高强、高模、高导热，是最有发展前途的高温材料之一
碳/碳复合材料是碳纤维及其织物增强的碳基复合材料，具有质量轻、耐烧蚀性好、抗热冲击好、高温强度高、可设计性强等突出特点，被认为是最有发展前途的高温材料之一。
碳/碳垫片
Source：超码科技官网
48.碳/陶复合材料
上榜理由
被誉为目前刹车材料性能的最高水平
碳/陶复合材料是碳纤维增强碳化硅陶瓷复合材料，是新一代飞机和汽车刹车材料中公认的最理想的高温结构材料和摩擦材料，同时也被誉为目前刹车材料性能的最高水平。
采用了碳/陶复合材料的歼20战斗机
Source：图虫创意
49.金属基复合材料
上榜理由
现代复合材料的一个重要分支，是理想的航天器材料
金属基复合材料具有高比强度、比弹性模量、良好的高温性能和耐磨性、热膨胀系数小、良好的断裂韧性和抗疲劳性能等一系列优异性能，是理想的航天器材料。
飞机喷气发动机
Source：图虫创意
50.高性能钕铁硼
上榜理由
第三代稀土永磁材料，性能卓越的磁材后起之秀
钕铁硼是第三代稀土永磁材料，因其优异的性能被称为“磁王”。高性能钕铁硼主要应用于高技术壁垒领域的电机、压缩机、传感器等。
汽车驱动电机
Source：图虫创意
51.稀土储氢材料
上榜理由
21世纪绿色能源领域的战略材料
稀土储氢材料在较低温度下可吸放氢气，是一种极具发展潜力的功能材料和能源材料，也是21世纪绿色能源领域的战略材料。
镍氢电池
Source：图虫创意
52.高效发光稀土功能材料
上榜理由
制造高效节能电光源不可缺少的材料，可节电高达80%
用稀土三基色荧光灯代替普通白炽灯，可节电高达80%，不但可以提高照明质量，而且生产过程污染小，是一种“绿色照明”材料。彩色电视也正是由于采用了稀土荧光灯才使得画面色彩纯正，能逼真地再现出五光十色的大千世界。
节能灯
Source：图虫创意
53.立方氮化硼
上榜理由
超硬材料，是磨削技术界的革命性材料
立方氮化硼具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，并且对铁系金属元素有较大的化学稳定性。立方氮化硼的使用是金属加工领域的一次重大突破，使得磨削技术发生革命性变化，是高档数控机床和机器人应用领域急需的新型材料。
钻头
Source: 图虫创意
54.高性能氮化铝陶瓷
上榜理由
新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料
氮化铝由于具有高热传导率、高绝缘电阻系数、优越的机械强度及抗热震性等特性，成为重要的精密陶瓷材料。高性能氮化铝陶瓷更是新一代大规模集成电路、半导体模块电路及大功率器件的理想散热和封装材料。
电子元件材料—氮化铝陶瓷基板
Source: 潮州三环官网
55.高温合金
上榜理由
航空发动机必不可少的材料，进口替代市场前景广阔
高温合金是航空发动机必不可少的材料，在世界先进航空发动机研制中，高温合金用量已占到发动机总量的40%-60%，我国高温合金行业长期处于供不应求的状态，年市场缺口近1万吨，军用航空发动机高温合金约有40%依赖进口，进口替代市场前景广阔。
飞机引擎
Source: 图虫创意
56.高熵合金
上榜理由
合金材料界的“新秀”，或成下一代合金标杆
高熵合金突破了传统材料的设计观念，是一种全新的合金设计理念，在机械性能、耐腐蚀、耐磨损、磁学性能、抗辐照等方面都表现优异，或成下一代合金标杆。
高速切削刀具
Source：图虫创意
57.铝锂合金
上榜理由
各国争相发展的重要航空材料
铝锂合金是近年来航空航天材料中发展最为迅速的一种先进轻量化结构材料，具有诸多优异的综合性能，是当前各国争相发展的一种重要航空材料。
“奋进号”航天飞机
Source：图虫创意
58.镁锂合金
上榜理由
超轻质合金，军民两用的轻量化材料
镁锂合金是目前密度最小的超轻质合金，具有较高的比强度和比刚度，减震性和电磁屏蔽性较好，是宇航、兵器行业中最理想的轻质结构材料之一，被誉为未来最“绿色环保”的革命性材料。
战斗机控制舱
Source：图虫创意
59.高强度不锈钢
上榜理由
航空产品高性能、长寿命与高可靠性的重要基础
在飞机的制造中，尽管钢的比重在下降，但是由于钢的高强度、高韧性、高耐应力腐蚀开裂以及良好的抗冲击性能，飞机的一些关键承力结构件仍在继续使用高强度不锈钢，它是航空产品达到高性能、长寿命与高可靠性的重要基础。
飞机起落架
Source：图虫创意
60.石墨烯
上榜理由
最薄且最坚硬的纳米材料，将开启超多领域的新“烯”望
石墨烯是目前世界上最薄且最坚硬的纳米材料，它几乎完全透明，只吸收2.3%的光，导热系数高达5300 W/m·K（高于碳纳米管），常温下电子迁移率超过15000cm2/V·s（高于碳纳米管和硅晶体），电阻率只有10-6 Ω·cm，为目前世界上电阻率最小的材料，未来将在超多领域引发颠覆性的技术产业革命。
石墨烯新型显示
Source：图虫创意
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61.富勒烯
上榜理由
推动个性化医疗大放异彩
具有完美的三维拓扑对称结构，有“纳米王子”的美誉
富勒烯具有完美的三维拓扑对称结构、在纳米尺度范围内特殊的稳定性，以及奇异的电子结构，使其在许多高新技术领域的应用潜力巨大，其代表成员C60更被誉为“纳米王子”。
磁共振成像扫描仪
Source：图虫创意
62.形状记忆合金
上榜理由
拥有“记忆”的智能材料
形状记忆合金，顾名思义，是拥有“记忆”效应的合金材料，能够记忆其初始形状，且同时具有传感和驱动的功能，是一种智能材料。
机器人手臂
Source：图虫创意
63.3D打印材料
上榜理由
3D打印技术的物质基础，决定3D打印发展的广度和深度
3D打印又称增材制造，被誉为“第三次工业革命”的技术核心。3D打印材料是3D打印技术的物质基础，也是当前制约3D打印产业发展的重要因素，决定着3D打印技术是否能有更广泛的应用。
3D打印艺术品
Source：图虫创意
64.微球
上榜理由
液晶屏的骨头、芯片的脚，是中国制造的一条短腿
手机屏幕里，每平方毫米要用一百个微球，间隔物微球撑起了两块玻璃面板，相当于骨架。
芯片电路常用焊锡连接，但现在的芯片太小，引脚小到看不清，导电金球就替代了焊锡。仅微电子领域，中国每年就要进口价值几百亿元的微球，它是中国制造的一条短腿，国产化替代需求强烈。
显示面板
Source：图虫创意
65.气凝胶
上榜理由
隔热性能优越、保温性能突出
气凝胶的热导率极低，与传统保温隔热材料相比，在同等隔热效果下，气凝胶材料厚度只有传统保温隔热材料的1/2-1/5，可以为服役场所节省更多空间。
航天飞船隔热保温材料
Source：图虫创意
66.超导材料
上榜理由
10人曾因它而获得诺贝尔物理学奖
超导材料不仅在临界温度下具有零电阻特性，而且在一定条件下还具有常规导体完全不具备的电磁特性，因而在电气与电子工程领域具有广泛的应用价值。曾有10人因超导材料的研究成果而获得诺贝尔物理学奖。
磁悬浮列车
Source：图虫创意
67.离子液体
上榜理由
绿色催化剂，被称为“未来的溶剂”
离子液体是低温或室温熔融盐，可作为绿色催化剂和溶剂，实际应用时可根据使用条件设计合成出具备特殊功能的离子液体新材料，因此被称为“未来的溶剂”。
离子液体用于锂离子电池电解液
Source：超码科技官网
68.液态金属
上榜理由
未来轻合金材料的颠覆者
液态金属是一种具有非晶态原子结构的金属合金，它的出现被认为是继铜、铁和钢，以及塑料之后的第三次材料革命，或将成为未来轻合金材料的颠覆者。
电力变压器
Source：图虫创意
69.生物可降解材料
上榜理由
“白色污染”的有效解决途径
生物可降解材料作为一种可自然降解的材料，在环保方面起到了独特的作用，其研究和开发已得到迅速发展，被认为是“白色污染”的有效解决途径。
可降解手术缝合线
Source：图虫创意
70.碳纳米管导电剂
上榜理由
综合性能优异的锂电池导电剂，渐成主流
碳纳米管作为锂电池的导电剂，较其它类型的导电剂，可以提高电池的容量、循环稳定性和循环寿命等。目前，添加碳纳米管作为锂电池导电剂，提高电池性能的产业化应用，是锂电池领域的重要研究方向。
锂电池
Source：图虫创意
71.全息膜
Source: Nobelus
突破性：全息膜是具有划时代专利技术的投影膜，具有独特的高清晰透明显像特性。它可以提供空中动态显示，同时能让观众透过投影膜看见背后的景物，并且可以与互动软件组合，产生三位立体互动影像，使观者产生身临其境、玩转空间的感觉。
发展趋势：分子级别的纳米光学组件将是其发展趋势，其次是轻薄内部蕴含先进精密光学结构，可用于电子器件、光学薄膜等。
研究机构：Excelite、Multiway、Mindiamart、ACF Technology、上海奥德思智能科技有限公司、浙江大高包装材料有限公司等。
72.金属氢
Source: 图虫创意
突破性：金属氢是液态或固态氢在上百万大气压的高压下变成的导电体，它的导电性类似于金属，故称金属氢，是一种高密度、高储能的材料。据预测，金属氢是一种室温超导体，且储藏着巨大的能量，其能量比普通TNT炸药大30-40倍。
潜在应用：能量密度很高的化学燃料（如：火箭燃料）、航天级新概念武器、发电储能材料、新火药等。
研究机构：哈佛大学、爱丁堡大学等。
73.超固体
Source: 苏黎世联邦理工学院
突破性：超固体是一种具备超流体特性的固体，是集“超流体+固体”特性于一身的物质，即既有晶体中原子规则排列的特征，又可以像超流体一样无摩擦地流动。这种新物质形态只能存在于极低温且超高真空的条件下，这意味着目前我们还无法将其应用普遍化。
潜在应用：超导磁体、超导传感器、能量传输等领域。
研究机构：宾夕法尼亚州立大学、瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）、美国麻省理工学院（MIT）等。
74.木材海绵
Source: ACS Nano
突破性：木材海绵是通过化学处理有序剥离出木材细胞壁中木质素和半纤维素，保留纤维素骨架，然后经冷冻干燥而成。木材海绵吸油性非常好，吸收量是其自身重量的16-46倍，且可重复使用多达10次。这种新型海绵在容量、质量和可重复使用性方面超越了我们今天使用的所有其它海绵或吸收剂。
潜在应用：石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成了严重的污染，木材海绵能够有效解决这个问题，成为清理海洋石油和化学品污染的有效途径。
研究机构：中国林业科学研究院等。
75.时间晶体
Source: 哈佛大学
突破性：时间晶体也叫四维晶体，不同于一般晶体由规则原子结构在空间中重复排列，时间晶体的原子结构是在特定条件下沿着时间轴呈现周期性变化，它在基态时也会维持振荡的状态，所以是一种非平衡态的物质。时间晶体是一种全新的物质形态，将为物理学研究打开一个新大门，回答与物质本性有关的各种基本问题。
潜在应用：时间晶体未来将在量子计算机、超高灵敏度传感器等领域有重要应用，甚至可以通过时间晶体开发出复杂的时空晶体，将人脑的意识上传到时空晶体，把人的记忆保存起来。
研究机构：哈佛大学、马里兰大学、麻省理工大学、Cornell University、加利福尼亚大学伯克利分校等。
76.冷沸材料
Source: 图虫创意
突破性：冷沸材料随着温度的下降依次呈现出固态、液态和气态。聚集态的冷沸材料愈热强度愈高，冷沸金属材料最高耐受温度可达10200 ℃，在常温及高温时均可保持电超导和磁超导特性；冷沸非金属材料可耐7400℃ 的高温，是优秀的耐磨和阻磁材料。
潜在应用：航空航天发动机和飞行器、超级机械、电子设备等领域。
研究机构：北京航空航天大学等。
77.微格金属
Source: 卡尔斯鲁厄理工学院
突破性：微格金属是波音公司展示的世界上最轻的金属材料，99.99%中空结构，它由微型空心管连接而成，空心管直径约100μm，壁厚只有100nm，它们互相连接，构成了开放的蜂窝状聚合物结构。这种创新材料比泡沫塑料还要轻100倍，同时又坚硬且牢固。
潜在应用：电池电极、催化剂载体、未来航空飞行器的制造等，微格金属材料可以确保美国宇航局降低深太空探索航天器40%的质量，从而能够更深入更广泛地探索宇宙世界。
研究机构：波音公司、美国宇航局等。
78.量子金属
Source: Rey Theory Group
突破性：量子金属是一种独特的二维材料，具有绝缘和超导特性，同时能够保持普通金属的特性。这种新材料在温度低于零下272℃时转变为超导状态，在强磁场作用下将成为绝缘体，而在中等强度磁场中则变成量子金属。
发展趋势：超低温导电性，正常金属存在于两个维度状态的可能性研究。
研究机构：俄罗斯远东联邦大学、俄罗斯科学院远东分院、日本东京大学等。
79.铂金合金
Source: 兰迪蒙托亚
突破性：这种合金由10％的金和90％的铂制成，所得材料的耐磨性比高强度钢还高100倍，与大自然中的钻石、蓝宝石等材料处于同一级别。
潜在应用：新型发电系统、发动机等。
研究机构：桑迪亚国家实验室等。
80.光子晶体
Source: National Research Tomsk State University
突破性：光子晶体是由周期性排列的不同折射率的介质所制造的规则光学结构，具有光子带隙因而能够阻断特定频率的光子。光子晶体具有的速度快、静止质量为零、彼此间不存在相互作用等优势，此外还有电子所不具备的频率和偏振等特征。光子晶体的出现，使人们操纵和控制光子的梦想成为可能。
应用趋势：目前光子晶体最成功的应用是光子晶体光纤，近些年来基于光子晶体的全新光子学器件（如反光镜、放大器、弯曲光路、超棱镜、激光器、非线性开关、光子纤维和发光二极管等）相继被提出，未来在新的纳米技术、光计算机、激光器、光子器件、芯片、光通讯、生物等前沿领域光子晶体将有广泛的应用前景。
研究机构：Alnair Labs、Yenista、CILAS, Newport、上海瞬渺光电技术有限公司、北京凌云光子有限公司、江苏法尔胜光子有限公司、上海光机所、马德里理工大学等。
以上内容均来自《揭秘未来100大潜力新材料》
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81.4D打印材料
Source: Pinterest
突破性：4D打印材料是一种能够自动变形的材料，直接将设计内置到物料当中，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动折叠成相应的形状。这是一种无需打印机器就能让材料快速成型的革命性新技术，其大小形状可以随时间变化，记忆合金材料是关键。
潜在应用：家具制造、建筑、宇宙航天等领域。
研究机构：俄罗斯远东联邦大学、日本东京大学等。
82.量子隐形材料
Source: inhabitat
突破性：“量子隐形”材料完全可以在不借助其它技术的情况下实现隐形，甚至可以逃过红外望远镜和热力学设备的追踪。“量子隐形”材料制成的衣服，通过反射穿衣者身边的光波，使得穿着这种衣服的人达到“隐形”的效果。
潜在应用：军事、触摸屏、显示器、薄膜太阳能电池。
研究机构：Hyperstealth Biotechnology、中国科学技术大学、清华大学等。
83.磁流体材料
Source: 图虫创意
突破性：磁流体是一种新型的功能材料，既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，是由直径为纳米量级（10 nm以下）的磁性固体颗粒、基载液（也叫媒体）以及界面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状液体。
潜在应用：磁密封、磁制冷、磁热泵等领域。
研究机构：美国ATA应用技术公司、日本松下、湖南维格磁流体股份有限公司、北京市神然磁性流体技术有限公司等。
84.锡烯
Source: ProDigitalWeb
突破性：锡烯是单层锡原子构成的厚度小于0.4纳米的二维晶体，可在常温下达到100％导电率的超级材料，其导电性只存在于材料的边缘或表面，而不是内部。锡烯的拓扑超导性和室温下无耗散导电，可实现室温下无能量损耗的电子输运。
潜在应用：高集成度的电子器件。
研究机构：美国能源部SLAC国家加速实验室、斯坦福大学、德国维尔茨堡大学、上海交通大学、清华大学等。
85.硼墨烯
Source: Material scientist
突破性：硼墨烯是具有单层平面原子结构的二维硼，其结构是36个硼原子形成三个相互连接的准平面环，在中间留下一个六边形的空洞。硼墨烯在纳米尺度表现出很多金属特性，且其导电属性具有方向性。
潜在应用：航空航天、纳米级电子设备、微型机械设备、光伏发电等领域。
研究机构：美国能源部阿贡国家实验室、西北大学、纽约州立大学石溪分校、美国布朗大学、清华大学等。
86.自修复材料
Source: MacroChem Research
突破性：自修复材料是一种可以感受外界环境的变化，集感知、驱动和信息处理于一体，通过模拟生物体损伤自修复的机理，在材料受损时能够进行自我修复的智能材料。
潜在应用：军用装备、电子产品、汽车、飞机、建筑材料等领域。
研究机构：麻省理工学院、美国伊利诺伊大学、米其林、日本国家材料科学研究所（NIMS）、横滨国立大学、东京大学等。
87.耐3000℃烧蚀的陶瓷材料
Source: connecticum
突破性：超高温陶瓷是指具有3000℃以上的高熔点，并具有优良的高温抗氧化性、耐烧蚀性和抗热震性的一类陶瓷材料，主要是IV B、VB族过渡金属的硼化物、碳化物及其复合材料。目前，超高温陶瓷在温度达到1600℃时仍具有较好的抗氧化性。
潜在应用：超高温陶瓷材料主要用于高超音速导弹、航天飞机等飞行器的热防护系统如翼前缘、端头帽以及发动机的热端，是难熔金属的替代者、超高温领域最有前景的材料之一。
研究机构：中南大学、美国Sandia National Labs、英国伦敦帝国理工学院、航天703所、中材山东工陶院、中科院金属所、中科院上硅所、哈尔滨工业大学、西北工业大学等。
88.让皱纹消失的材料
Source: 西班牙《阿贝赛报》
突破性：将这种细腻而柔滑的硅基拟肤聚合物涂在皮肤上，能够瞬间拉紧皮肤、消除下垂，在不知不觉间让皱纹消失，帮助人们保持肌肤的年轻状态。
潜在应用：护肤品开发、皮肤病治疗等领域。
研究机构：麻省理工学院等。
89.永远不会变干的材料
Source: 西班牙《阿贝赛报》
突破性：由聚合物和水制成的材料，可导电，而且不会变干。
潜在应用：人造皮肤、具有仿生功能的柔性机器人等。
研究机构：麻省理工学院等。
90.坚如岩石的涂层材料
Source: 橡树岭国家实验室
突破性：这类涂层材料是专门为工业钻头和钻孔工具专门设计的铁基玻璃状合金涂层，它在重载下更能抵抗断裂。该涂层的成本远远低于普通材料，如碳化钨钴硬质合金，并且其较长的使用寿命也提高了隧道掘进过程的效率。
潜在应用：工业，制造，建筑等。
研究机构：橡树岭国家实验室、Lawrence Livermore国家实验室、Colorado矿业大学等。
91.分子强力胶
Source: 牛津大学SpyBiotech
突破性：从化脓链球菌侵入细胞后释放出的蛋白获得灵感，这种蛋白能够分为两部分，但当它们再相遇时，会像胶一样结合在一起。由这两部分蛋白组成的胶，称为分子强力胶。这种胶的粘结强度高、耐高低温性能好，能同时承受酸和其它恶劣环境。
潜在应用：
① 可用作癌症的诊断手段；
② 分子强力胶可粘结金属，塑料及其它种类物质，解决了原有各种漆都与金属粘附不强的问题。
研究机构：牛津大学等。
92.可编程水泥
Source: 莱斯大学
突破性：通过控制水化硅酸钙(C-S-H)结晶、粒子特殊微观形状，从而将水泥颗粒“编程”成特定的形状，这样可编程的微粒可以使得材料密度更高，孔隙更少，具备防水和牢固的微观结构。
潜在应用：建筑、工业等领域。
研究机构：莱斯大学等。
93.可阻挡阳光的玻璃涂层
Source: 澳大利亚皇家墨尔本理工大学
突破性：是一种新型涂料，可以自行调节玻璃的透明度，对于67ºC以上的温度，这种透明涂层将变成反射金属般的光洁度来反射阳光。
潜在应用：建筑，交通运输等领域。
研究机构：澳大利亚皇家墨尔本理工大学等。
94.可替代空调的墙体材料
Source: ArchDaily
突破性： Hydroceramics由水凝胶气泡组成，它在水中可以扩大到原先体积的400倍。基于这种属性，其吸收的液体会在炎热的天气蒸发到周围空气，从而起到降温的作用。并且一个下雨天就足以让气泡充满并重新准备好启动过程，从而节省能源消耗并确保可持续使用。
潜在应用：建筑等。
研究机构：加泰罗尼亚高级建筑研究所（IAAC）等。
95.过渡金属硫化物
Source: 佛罗里达大学
突破性：过渡金属硫化物（TMDC）具有简单的二维结构，是可比肩石墨烯的超级创新材料。它通常由过渡金属元素M（如：钼、钨、铌、铼、钛等）与硫族元素X（如：硫、硒、碲等）组成，化学式为MX2。由于相对成本较低，并且更易于制成非常薄且稳定的图层，同时具有半导体特性， TMDC成为光电子学领域的理想材料。
潜在应用：
① 如果电子和真空洞被注入TMDC，当它们相遇时就会再次组合然后释放光子，这种光电相互转化的能力使得TMDC有望被用于光传输信息领域，用作微小的低功率光源或激光；
② TMDC可以和各种二维材料结合制备异质结，并且很少出现晶格失配的问题，这种异质结光电器件有望在更广泛的光谱范围内表现出良好的器件性能。
研究机构：中国科学技术大学、北京航空航天大学、中国石油大学、中国石油天然气集团公司催化重点实验室等。
96.纳米点钙钛矿
Source: 卡尔斯鲁厄理工学院
突破性：纳米点钙钛矿具有巨磁阻、高离子导电性、对氧析出和还原起催化作用等特性。
潜在应用：催化、存储、传感器、光吸收等领域。
研究机构：埃普瑞、AlfaAesar等。
97.超材料
Source: 卡尔斯鲁厄理工学院
突破性：超材料具有常规材料不具有的物理特性，如负磁导率、负介电常数等。
发展趋势：改变传统根据材料的性质进行加工的理念，可根据需要来设计材料的特性。
研究机构：桑迪亚国家实验室、波音公司、Kymeta、深圳光启研究院、国民技术等。
98.超薄铂
Source: Gokcen / NIST
突破性：超薄铂是一种快速、廉价地沉积铂超薄层的新方法，可减少用于燃料电池催化剂的金属用量，从而大大降低其成本。
潜在应用：氢燃料电池等。
研究机构：美国国家标准和技术研究所等。
99.仿生塑料
Source: 哈佛大学Wyss研究所
突破性：该材料是从丢弃的虾壳中提取的壳质和来源于蚕丝的丝素蛋白组成，复制了昆虫表皮的强度、耐久性和多功能性。
潜在应用：
① 可用于制造迅速降解的垃圾袋、包装材料和尿布；
② 作为一种特别坚固的生物相容性材料，它也可用于缝合承受高负荷的伤口，例如疝修补或作为组织再生的支架。
研究机构：哈佛大学等。
100.无限可回收的塑料
Source: 图虫创意
突破性：可以无限期地回收利用，同时保持塑料的性能。
潜在应用：现有塑料的替代品。
研究机构：科罗拉多州立大学等。
Source: 新材料在线®
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封面图片来源：新材料在线®
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