展望ℱ2019年超具潜力20大新材料

1、永远不会变干的材料NEVERDRY

图片来源：西班牙《阿贝赛报》

• 突破性：由聚合物和水制成的材料，可导电且不会变干。

• 应用领域：可以用于制作人造皮肤以及具有仿生功能的柔性机器人。

• 主要研究机构（公司）：麻省理工学院

2、可编程水泥

图片来源：莱斯大学

• 突破性：将水泥颗粒（混凝土中的一种成分）“编程”成使其更坚固的形状。这也产生了具有较少多孔性和更耐水和耐化学性的混凝土颗粒，这不仅防止了化学和水吸收造成的损害，而且对环境的危害较小。

• 应用领域：建筑、工业。

• 主要研究机构（公司）：莱斯大学

3、让皱纹消失的材料

图片来源：西班牙《阿贝赛报》

• 突破性：将这种细腻而柔滑的聚合物涂在皮肤上，能够瞬间拉紧皮肤、消除下垂，在不知不觉间让皱纹消失。

• 应用领域：在护肤品开发和皮肤病治疗方面具有良好应用前景。

• 主要研究机构（公司）：麻省理工学院

  
  

4、无限可回收的塑料

       图片来源：Bill Cotton /科罗拉多州立大学

• 突破性：可以无限期地回收利用，同时保持塑料的性能。

• 应用领域：现有塑料的替代品。

• 主要研究机构（公司）：科罗拉多州立大学

  
  

5、人造蜘蛛丝

图片来源：英国剑桥大学研究院

• 突破性：细菌被喂食糖、盐和其他微量营养素以产生丝蛋白质，然后将这种蛋白质变成细粉末，制成纤维、复合材料等。

• 应用领域：纺织材料、医疗和飞机船舶制造等领域。

• 主要研究机构（公司）：日本Spiber公司、巴西基因资源与生物技术研究所、美国Bolt Threads公司、英国剑桥大学研究院、瑞典农业大学

6、仿生塑料

图片来源：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。

• 应用领域：可用于制造迅速降解的垃圾袋、包装材料和尿布。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。

• 主要研究机构（公司）：哈佛大学仿生工程Wyss研究所

  
  

7、木材海绵

       图片来源：ACS Nano

• 突破性：经化学品处理，剥离半纤维素和木质素而成的木材海绵，可以从水中吸附油脂，吸油量可达到其自身重量的16-46倍，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现有的所有其他海绵或吸附剂。

• 应用领域：石油和化学品泄漏对世界各地的水体造成了前所未有的破坏，木材海绵作为绿色材料能够有效解决这个问题。

• 主要研究机构（公司）：中国林业科学研究院
  

  
  

8、高强生物材料

图片来源：ACS Nano

• 突破性：该材料由源自木材和植物体的纤维素纳米纤维制成，最终结构的拉伸模量为86GPa，拉伸强度为1.57 GPa，比蜘蛛丝强度高8倍，而且可生物降解。

• 应用领域：用作塑料和其他不可降解物体的绝佳替代品。

• 主要研究机构（公司）：斯德哥尔摩KTH皇家理工学院
  
  

9、自修复（愈合）材料

图片来源：麻省理工学院

• 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。

• 应用领域：军用装备、电子产品、汽车、飞机、建筑材料等领域。

• 主要研究机构（公司）：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
  
  

10、铂金合金

图片来源：兰迪蒙托亚

• 突破性：该合金由10％的金和90％的铂制成，所得材料的耐磨性比高强钢高100倍。与大自然中的钻石、蓝宝石等材料处于同一级别，是迄今为止最强的合金。

• 应用领域：可用于制造新型发电系统、发动机和其他设备。

• 主要研究机构（公司）：桑迪亚国家实验室
  
  

11、微晶格

       图片来源：来自HRL实验室的镍和磷微晶格。

• 突破性：微晶格材料是目前世界上质量最轻的金属结构组合，在外形上它呈三维开放蜂窝聚合物结构。这种材料的密度是0.9mg/cm³，比泡沫轻100倍。

• 应用领域：航空新材料，波音公司计划采用该成果制造更轻、更省油的飞机。

• 主要研究机构（公司）：HRL实验室
  
  

12、分子强力胶

       图片来源：GIZMODO

• 突破性：从化浓性链球菌侵入细胞后释放出的蛋白获得灵感，这种蛋白分为二部分，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（molecular superglue)。这种胶的粘结强度高；耐高低温性好，同时能够承受酸和其它恶劣环境，并能很快密封。

• 应用领域：可用作癌症的诊断手段；分子强力胶可粘结金属、塑料及其它物质，解决了现有各种涂料都与金属粘附不强的问题。

• 主要研究机构（公司）：牛津大学
  
  

13、超薄铂

       图片来源：GOKCEN/国家标准和技术研究所

• 突破性：一种快速、廉价地沉积铂超薄层的新方法，可减少燃料电池催化剂的贵金属用量，从而大大降低其成本。

• 应用领域：氢燃料电池。

• 主要研究机构（公司）：美国国家标准和技术研究所

14、Karta-Pack（棉纤维）

图片来源：PulpWorks

• 突破性：100％的回收材料，来自废弃的牛仔裤和T恤，兼具棉的质感和塑料的刚性。

• 应用领域：高端包装、家具设计等。

• 主要研究机构（公司）：PulpWorks
  
  

15、石墨烯气凝胶

       图片来源：Advanced Materials

• 突破性：坚固有弹性且质轻，可以吸收高达自身重量900倍的油脂。石墨烯气凝胶密度0.16 mg/cm³，比氦气轻，仅为氢气密度的两倍。

• 应用领域：清理海洋石油泄漏，或作为一种非常有效的保温材料。

• 主要研究机构（公司）： 浙江大学、哈尔滨工业大学、中科院等
  

16、可阻挡阳光的玻璃涂层

       图片来源：RMIT大学
 

• 突破性：该涂料可以自行调节玻璃的透明度，当环境温度高于67ºC以上时，透明涂层将变成具有金属光泽的反射层。

• 应用领域：建筑、交通运输等。

• 主要研究机构（公司）：澳大利亚皇家墨尔本理工大学
  
  

17、柔性电池

       图片来源：Fast Company

• 突破性：该柔性电池由纤维纺制而成，弯曲性能好，可以在不影响其性能的情况下弯曲几千次。

• 应用领域：是未来智能服装、电子纺织品、可穿戴设备以及可变形移动设备的完美选择。

• 主要研究机构（公司）：Jenax Inc、苹果、松下、美国加州大学圣地亚哥分校、哥伦比亚大学等
  
  

18、生物质来源的可生物降解的纺织品

       图片来源：Laura Luchtman和Ilfa Siebenhaar

• 突破性：利用藻类、细菌、真菌、酵母等活体生物制造可生物降解的纺织品，创造环境友好材料，将服装行业从浪费和污染中解脱出来。

• 应用领域：服装、纺织。

• 主要研究机构（公司）：纽约市时尚技术学院，iknit公司
  

19、坚如岩石的涂层

       图片来源：由橡树岭国家实验室提供

• 突破性：为工业钻头和刀具专门设计的铁基非晶合金涂层，涂层成本远远低于碳化钨钴硬质合金等常规材料，其较长的使用寿命提高了工具的效率。

• 应用领域：工业、制造、建筑等。

• 主要研究机构（公司）：橡树岭国家实验室、Lawrence Livermore国家实验室、Colorado矿业大学等
  

20、真菌泡沫

       图片来源：由VIA FLICKR的MYCOBOND提供

• 突破性：由植物秸秆、水稻和小麦壳等农作物废料与蘑菇的根部粘结在一起制成的菌丝体。

• 应用领域：用作汽车保险杠、门、顶盖、发动机舱、汽车行李箱衬层、仪表盘以及座位的石油基塑料泡沫替换物。其他潜在用途包括桌面、冲浪板和服装。

• 主要研究机构（公司）：Ecovative设计公司