功能材料

功能材料是指通過光、電、磁、熱、化學、生化等作用后具有特定功能的材料。在國外，常將這類材料稱為功能材料(Functional Materials)、特種材料(Speciality Materials)或精細材料(Fine Materials)。

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功能材料應用前景

功能材料種類繁多，用途廣泛，正在形成一個規(guī)模宏大的高技術產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。世界各國均十分重視功能材料的研發(fā)與應用，它已成為世界各國新材料研究發(fā)展的熱點和重點，也是世界各國高技術發(fā)展中戰(zhàn)略競爭的熱點。在全球新材料研究領域中，功能材料約占85%。我國高技術(863)計劃、國家重大基礎研究[973]計劃、國家自然科學基金項目中均安排了許多功能材料技術項目（約占新材料領域70%比例），并取得了大量研究成果。當前國際功能材料及其應用技術正面臨新的突破，諸如超導材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉換及儲能材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料及材料的分子、原子設計等正處于日新月異的發(fā)展之中，發(fā)展功能材料技術正在成為一些發(fā)達國家強化其經(jīng)濟及軍事優(yōu)勢的重要手段。

【超導材料】

高溫氧化物超導體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導應用溫度從液氦（4.2K）提高到液氮（77K）溫區(qū)。

同液氦相比，液氮是一種非常經(jīng)濟的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應用帶來了極大的方便。另外，高溫超導體都具有相當高的上臨界場[Hc2 (4K)>50T]，能夠用來產(chǎn)生20T以上的強磁場，這正好克服了常規(guī)低溫超導材料的不足之處。

高溫氧化物超導體是非常復雜的多元體系，在研究過程中遇到了涉及多種領域的重要問題，這些領域包括凝聚態(tài)物理、晶體化學、工藝技術及微結構分析等。一些材料科學研究領域最新的技術和手段，如非晶技術、納米粉技術、磁光技術、隧道顯微技術及場離子顯微技術等都被用來研究高溫超導體，其中許多研究工作都涉及了材料科學的前沿問題。高溫超導材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應用等方面取得了重要進展。

【醫(yī)用材料】

作為高技術重要組成部分的生物醫(yī)用材料已進入一個快速發(fā)展的新階段，其市場銷售額正以每年16%的速度遞增，預計20年內，生物醫(yī)用材料所占的份額將趕上藥物市場，成為一個支柱產(chǎn)業(yè)。

生物活性陶瓷已成為醫(yī)用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是醫(yī)用高分子材料的重要方向；醫(yī)用復合生物材料的研究重點是強韌化生物復合材料和功能性生物復合材料，帶有治療功能的HA生物復合材料的研究也十分活躍。

【能源材料】

太陽能電池材料是新能源材料研究開發(fā)的熱點，IBM公司研制的多層復合太陽能電池，轉換率高達40%。美國能源部在全部氫能研究經(jīng)費中，大約有50%用于儲氫技術。固體氧化物燃料電池的研究十分活躍，關鍵是電池材料，如固體電解質薄膜和電池陰極材料，還有質子交換膜型燃料電池用的有機質子交換膜等，都是研究的熱點。

【智能材料】

智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來高技術的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結構材料之間的界線逐漸消失，實現(xiàn)結構功能化、功能多樣化。

科學家預言，智能材料的研制和大規(guī)模應用將導致材料科學發(fā)展的重大革命。國外在智能材料的研發(fā)方面取得很多技術突破，如英國宇航公司在導線傳感器，用于測試飛機蒙皮上的應變與溫度情況;英國開發(fā)出一種快速反應形狀記憶合金，壽命期具有百萬次循環(huán)，且輸出功率高，以它作制動器時、反應時間，僅為10分鐘;在壓電材料、磁致伸縮材料、導電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅動組件材料在航空上的應用取得大量創(chuàng)新成果。