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石墨烯将颠覆世界,盘點未来十大最具潛力新材料
發布日期:2015-1-27   浏覽次數:   作者:凱莎工业   来源:http://www.newicf.com
       石墨烯或将“徹底改變21世紀”。據相關专家分析,用石墨烯取代矽,計算機處理器的運行速度将會快數百倍。
      《新材料産业“十二五”規劃》为許多的材料在中國未来的發展指明了方向,本期将沉澱前段時間一直以来材料科学的調查研究精華,为跨越三個階段的新材料研究列出期終榜單。
未来十大最具潛力新材料
       2012年,工信部發布的《新材料産业“十二五”發展規劃》将石墨烯作为前沿新材料之一。國家科技重大专項、國家973計劃也圍繞石墨烯部署了一批重大項目。业内人士估計,石墨烯規模未来能达到萬億元以上。
       另一個火熱的新材料,是碳纖維及其複合材料。
       随着低碳经濟的不斷發展,碳纖維産品的需求也将不斷攀升。碳纖維強度大、密度低、線膨脹系數小等特性使之在飛機制造等軍工領域、汽車和醫療器械等工业領域、高爾夫球棒和自行車等體育休閑領域備受追捧。
       第三種新材料,是輕型合金,主要包括鋁合金、鎂合金和钛合金。这三種輕型合金由于輕量化、高強度等特點,已经在越来越多的領域開始取代傳統的鋼才和重型合金。據资料顯示,近年来我國批量生産的軍用飛機機體和發动機用钛質量合計占比达25%,而F-22钛合金占比更是高达41%。預計到2015年,關鍵新合金品種開發取得重大突破,形成高端鋁合金材30萬噸、高端钛合金材2萬噸、高強鎂合金壓鑄及型材和闆材15萬噸的生産能力。
       第四種新材料是功能性膜材料。根據科技部《高性能膜材料科技發展“十二五”专項規劃》,預期至2015年膜産业結構达千億元規模,“十二五”期間年均增長率30%,市場前景廣闊。
       此外,碳納米管、超導材料、半導體材料、智能材料、生物材料和特種玻璃都是目前最为火熱和最具潛力的新材料品種。
       以下是對石墨烯、碳纖維、輕型合金、碳納米管、超導材料、半導體材料、功能薄膜、智能材料、生物材料、特種玻璃这十大未来最具潛力的材料詳細介紹:
【石墨烯】
       石墨烯是目前發現的最薄、最堅硬、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。石墨烯被稱为“黑金”,是“新材料之王”,科学家甚至預言石墨烯将“徹底改變21世紀。”
       有趣的是,石墨烯誕生并沒有使用“高大上”的科学技術,而是由英國曼徹斯特大学的兩位科学家用透明膠帶從石墨晶體上“粘”出来的。
       石墨烯目前最有潛力的是成为矽的替代品,制造超微型晶體管,用来生産未来的超級計算機。據相關专家分析,用石墨烯取代矽,計算機處理器的運行速度将會快數百倍。而近日,美國麻省理工学院的科学家通過研究發現,在特定情況下,石墨烯能夠被轉化成具有獨特功能的拓撲絕緣體。这一研究發現,有望帶来一種制造量子計算機的新方法。
       其次,石墨烯能助力超級電容器、锂離子電池的發展。據相關资料顯示,加入石墨烯材料,同等體積的電容可擴充5倍以上的容量,而锂電池電極中加入石墨烯則可大幅度提高其導電性能。此外,石墨烯還可應用于電路、觸摸屏、基因測序以及制造出羽翼般超輕型飛機、超堅韌防彈衣等領域。
【碳纖維】
       随着低碳经濟的不斷發展,碳纖維産品的需求也将不斷攀升。碳纖維強度大、密度低、線膨脹系數小等特性使之在飛機制造等軍工領域、汽車和醫療器械等工业領域、高爾夫球棒和自行車等體育休閑領域備受追捧。
       而十八屆三種全會改革軍隊和國家安全機構的決定,增強了采購國防裝備和安防設備的預期,这为碳纖維行业的發展帶来利好。中國軍用領域對碳纖維的需求一直很大,作为現代戰略武器必不可少的新材料之一,碳纖維及其複合材料大量用于戰略導彈、隐身戰機、現代艦艇以及非殺傷性武器等方面。
【輕型合金】
       十二五期間,中國将重點發展高強輕型合金材料。該項工程目标为,到2015年,關鍵新合金品種開發取得重大突破,形成高端鋁合金材30萬噸、高端钛合金材2萬噸、高強鎂合金壓鑄及型材和闆材15萬噸的生産能力。2014年,是高強輕型合金达到該工程目标的沖刺年,其沖刺成果值得期待。
       钛合金,是一種在現代高端武器中占領重要位置的輕型合金。
       據资料顯示,近年来我國批量生産的軍用飛機機體和發动機用钛質量合計占比达25%,而F-22钛合金占比更是高达41%。钛金屬由于具有高強度、延展性好、耐腐蝕、無磁性等優越性能,被廣泛用于航空航天、化工、石油、電力等領域。
       除钛合金之外,輕型合金還主要包括鋁合金和鎂合金。鋁合金使用較早,如今普及程度也較高,在汽車、輪船等領域经常出現。
       而鎂合金是實用金屬當中質量最輕的,是汽車實現輕量化最重要的新材料之一。
【碳納米管】
       碳納米管作为一維納米材料,重量輕,六邊形結構連接完美,具有許多異常的力学、電学和化学性能。
       碳納米管除了作为模具,在内部填充金屬、氧化物等物質外,還可用于納米結構電子器件、熱電材料、電池電極材料、低溫高靈敏度傳感器,生物分子載體、催化劑載體等領域。
【超導材料】
       超導材料是在特定溫度下,電阻消失的材料。超導材料并不罕見,在我們生活中很多材料,如鋁、鈣、硫、磷等都具有超導特性,隻是要實現这些材料的超導性就必須要达到臨界溫度、超高壓等極端條件。
       近年来,超導材料所具有的零電阻、完全抗磁性和隧道效應三個特性,使之在全世界廣受關注。其最廣为人知的用途是用在電力網上,由于無電阻,電力網中損耗为零,将可以節省10%-20%因輸送而造成的電力損耗。
【半導體材料】
       最近,數字家居以及物聯網的崛起惠及半導體産业的蓬勃發展。據市場研究公司IHSiSuppli報告顯示,2013年,家電半導體市場增幅达到12%,規模达到26億美元,去年这一數字为23億美元。除此之外,半導體材料涉及的産业主要包括集成電路、LED、太陽能光伏等。
【功能薄膜】
       功能薄膜屬于先進高分子材料的一種,其種類較多,應用領域各異,在戰略新興産业中扮演重要角色。目前,被看好的功能薄膜主要有光学薄膜、光伏薄膜、锂電池隔膜、水處理滲透膜、高阻隔包裝膜等。
【智能材料】
       你想象過有一天手機揣在兜里就能充電嗎?英國的科学家利用智能材料滿足了人們的这一願望。
       今年上半年,英國沃达豐手機公司和南安普頓大学合作研制一種便捷式充電器,隻要将手機與褲袋内的接駁頭相連即可充電。而該短褲是用智能面料聚合泡沫物料制成,它的作用是能将人體運动時産生的能量轉化成電能。
       一般認为,智能材料擁有七大功能,包括傳感功能、反饋功能、信息识别與積累功能、響應功能、自診斷能力、自修複能力和自适應能力。而这七大功能正好切合了時下火熱的可穿戴設備以及4D技術,此外該材料在醫療、軍工、建築等領域也具有巨大的潛力。
【生物材料】
       生物材料主要應用在醫学上,目前利用生物材料已经生産出除大腦以外的人體所有的器官。在市場上已经有的産品包括人工眼角膜、心髒支架、心髒起搏器、人工硬腦膜等等。
【特種玻璃】
       特種玻璃包含的光伏玻璃和超薄玻璃兩個子行业也迎来發展先機。随着移动設備産业的發展,對高性能玻璃的需求也越来越大,其中包括用于各種平闆顯示器件的平闆玻璃,用于光的折射、透射等方面的傳光玻璃。此外,微晶玻璃還應用在太陽能基闆、集成電路基闆和人工骨齒等方面。
       十大極具潛質新材料公司
       我們通過这半年来對新材料基礎物質、新材料頂尖實验室和相關公司的調查研究,并對比新材料上市公司的産品前景、公司核心競争力和公司业績和估值,得出在2014年具備翻倍潛質的十大上市公司。
       十大上市公司分别是:康得新、津膜科技、歐菲光、中國寶安、中科三環、雲南鍺业、國瓷材料、方大炭素、長海股份和銀邦股份。
       十大公司分别從事高分子材料、石墨烯、特種金屬材料、先進陶瓷材料和碳纖維複合材料的研發和銷售,都是新材料中最具發展潛力的品種。
       其中,不少公司募投項目都将在2014年达産,産能将出現大幅增長。康得新預計2014年項目完全达産後,每年新增銷售收入49。21億元、淨利潤12。79億元,分别达到2012年總營收和淨利潤的220%和300%。
       津膜科技預計2014年3月31日複合熱致相分離法高性能PVDF中空纖維膜産业化和海水淡化預處理膜兩大項目全部投産後,公司産能規模将达到415萬平米/年,是目前的4倍。
       長海股份預計年産70000噸E-CH玻璃纖維生産線項目投産後,公司玻纖紗産能将從3萬噸提升至10萬噸,增幅达233%。
       銀邦股份方面,公司目前總産能7。5萬噸,公司計劃通過募投項目将産能提升至20萬噸/年。
       作为高科技企业,新材料公司都面臨包括技術進步競争者蜂擁而入引起惡性競争、以及新産品開發不及預期等風險,投资者需仔細分辨。

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