即将改变世界的13大纳米材料技术

石墨烯和自修复材料等新兴纳米材料可能将再未来十年中改变我们的生活。

即将改变世界的13大纳米材料技术

氧分子网  5月16日报道

“下一代材料”包括超轻材料、适应环境变化的活性材料以及终极智能材料。“功能材料”借助于生物学改善材料性能和功能。而“自组装材料”则是大规模生产更优属性(强度、抗扯性和导电性等)的材料。

通过咨询专家,我们预测了各种纳米材料何时在技术上过关(谷歌(微博)、政府和大学机构的研发进程)、何时成为主流(赢得大多数风投公司的投资和创业公司的青睐)以及何时可以获得稳定的资金和回报(可在众筹网站Kickstarter上获得资金)。

下一代材料

超疏液材料:这种材料的设计灵感来自于浮游于水面的虫子。它可以排斥油和水等流体。

预测:现在技术上已过关;在2015年将会成为主流,获得稳定的资金支持和回报。

拉胀材料:这种材料具有受拉膨胀、受压收缩的力学特点。它可以广泛应用于防弹衣、包装材料、膝部和肘部护垫、减震材料以及海绵拖把。

预测:2016年,在技术上过关;2017年,可获得稳定的资金支持和回报。

即将改变世界的13大纳米材料技术

世界上最轻的材料:气凝石墨烯

气凝胶材料:一种用凝胶制成的超轻多孔合成材料,它是用气体代替凝胶中的液体成分制成的。它的密度和导热性极低,摸起来就像是聚苯乙烯。它的潜在应用范围包括隔热、清理溢出液的化学吸收剂、电化学超级电容和减震。

预测:2015年,在技术上过关;2019年,成为投资主流;2021年,获得稳定资金支持和回报。

热双金属:在阳光下,它可以让玻璃窗变成遮光板,全天候自动调节能量消耗。

预测:2019年,在技术上过关;2021年,成为投资主流;2022年,获得稳定的资金支持和回报。

智能材料:人们可以通过外界刺激物来极大地改变它的属性。这些刺激物包括压力、气温、湿度、pH值、电场或磁场。

预测:2021年,在技术上过关;2025年,成为投资主流;2027年,获得稳定的资金支持和回报。

功能材料

生物材料:这种材料要么取自于大自然,要么是在实验室合成的。它可以用来改善或取代人体的某些机能。未来的生物材料可以用来改善药物运输或提高移植成功率。

预测:2014年,在技术上过关;2016年,成为投资主流;2017年,获得稳定的资金支持和回报。

电磁特异材料:这种独特的材料可用非传统的方式影响声和光。它的潜在应用范围很广,包括太空、基础设施监控、智能太阳能管理、公共安全、超声波感应器以及保护建筑物免受地震影响。

预测:2018年,在技术上过关;2019年,成为投资主流;2021年,获得稳定的资金支持和回报。

即将改变世界的13大纳米材料技术

石墨烯的分子结构

石墨烯材料:这是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。这种材料质量很轻,潜在应用范围广泛,包括具有更高强度硬度比率的元件、更低成本的太阳能电池、更低成本的移动设备显示屏、为燃料电池汽车储存氢能源、医学传感器、更快的充电电池、超级电容和化学感应器等。

预测:2016年,在技术上过关;2022年,成为投资主流;2025年,获得稳定的资金支持和回报。

纳米电子机械系统:它是在纳米级别上整合电气和机械功能的设备。它通常会将纳米电子设备与机械促动器、水泵或马达整合到一起,从而形成物理、生物和化学感应器。

预测:2023年,在技术上过关;2025年,成为投资主流;2027年,获得稳定的资金支持和回报。

自组装材料

即将改变世界的13大纳米材料技术

有自我修复功能的水泥

自我修复材料:很多智能材料都整合了破损修复的功能。这种灵感来自于生物系统,因为生物系统都具有受伤后自动愈合的机能。自动修复材料可以降低不同工艺流程的生产成本,提高零部件的使用期限,减少因为磨损导致的低效以及防止材料破损导致的成本增加。

预测:2016年,在技术上过关;2018年,成为投资主流;2019年,获得稳定的资金支持和回报。

控制自组装材料:它具有类似有机体的自我复制功能,可以操纵单个原子。例如,精密3D打印机将能够创造DNA、RNA或蛋白质序列。

预测:2013年,在技术上过关;2022年,成为投资主流,获得稳定的资金支持和回报。

大规模自组装材料:它可以让混乱的元件变得规范有序。而做到这一切,它并不需要借助外力的作用,只需要通过元件之间的相互作用。这种材料可以自我修复。

预测:2023年,在技术上过关;2024年,成为投资主流;2025年,获得稳定的资金支持和回报。

纳米工厂:在这里,纳米机器可以通过机械合成让分子结合形成更大的粒子,然后再用这些粒子来生产人们使用的产品。

预测:2026年,在技术上过关,并成为投资主流;2027年,获得稳定的资金支持和回报。

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