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前沿新材料国内外前沿新材料国内外 发展现状及趋势发展现状及趋势 李义春李义春 清华大学国家现代材料科技信息网络中心清华大学国家现代材料科技信息网络中心 2010年6月7日胡锦涛在院士大会的讲话 大力发展新材料和先进制造科学技术。要重视材料 的环境友好性、可再生循环性、制备使役全过程的 节能减排特性，加快推进材料产业结构调整，积极 发展先进结构材料和复合材料、功能材料等，积极 发展电子信息材料、器件和系统技术。要促进我国 制造业结构升级和战略调整，发展先进装备制造业 ，推进制造业绿色化、智能化，实现制造系统智能 运行，形成先进材料和绿色、智能、网络制造和服 务体系，保障先进材料和先进装备有效供给和高效 清洁循环利用，为加快建设资源节约型、环境友好 型社会提供有力支持。 材料是中国制造业的基础，同时也是 中国制造的有机组成部分 汽车配件 电子计算机 家用电器 通讯设备 机电设备 服装加工 照明器材 小家电 铁路运输设备 摩托车 工程塑料 高温结构陶瓷 半导体材料 特种钢 特种纤维 天然橡胶 轻合金 超硬材料 磁性材料 电子化学品 复合材料 集热制冷材料 光存储显示材料 太阳能电池材料 贮氢电池材料 高温合金 生态材料 纳米材料 环境替代材料 中国制造 新材料 前沿新材料前沿新材料 智能材料智能材料 超导材料超导材料 纳米材料纳米材料 生物医用材料生物医用材料 新能源材料新能源材料 智能材料又可以称为敏感材料，目前还没有统一的定义。不 过，现有的智能材料的多种定义仍然是大同小异。大体来说 ，智能材料就是指具有感知环境(包括内环境和外环境)刺激 ，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度 响应的智能特征的材料。具体来说，智能材料需具备以下内 涵： (1)具有感知功能，能够检测并且可以识别外界(或者内部)的 刺激强度，如电，光，热，应力，应变，化学，核辐射等； (2)具有驱动功能，能够响应外界变化； (3)能够按照设定的方式选择和控制响应； (4)反应比较灵敏,及时和恰当； (5)当外部刺激消除后,能够迅速恢复到原始状态。 智能材料-定义 作为一种新型材料，一般认为，智能材料由传感器或敏感元 件等与传统材料结合而成。这种材料可以自我发现故障，自 我修复，并根据实际情况作出优化反应，发挥控制功能。 智能材料可分为两大类： （1）嵌入式智能材料，又称智能材料结构或智能材料系统 。在基体材料中，嵌入具有传感、动作和处理功能的三种原 始材料。传感元件采集和检测外界环境给予的信息，控制处 理器指挥和激励驱动元件，执行相应的动作。 （2）有些材料微观结构本身就具有智能功能，能够随着环 境和时间的变化改变自己的性能，如自滤玻璃、受辐射时性 能自衰减的Inp半导体等。 智能材料-分类 智能材料 在建筑方面，科学家正集中力量研制使桥梁、高大的建筑设 施以及地下管道等能自诊其“健康”状况，并能自行“医治 疾病”的材料。英国科学家已开发出了两种“自愈合”纤维 。这两种纤维能分别感知混凝土中的裂纹和钢筋的腐蚀，并 能自动粘合混凝土的裂纹或阻止钢筋的腐蚀。粘合裂纹的纤 维是用玻璃丝和聚丙烯制成的多孔状中空纤维，将其掺入混 凝土中后，在混凝土过度挠曲时，它会被撕裂，从而释放出 一些化学物质，来充填和粘合混凝土中的裂缝。防腐蚀纤维 则被包在钢筋周围。当钢筋周围的酸度达到一定值时，纤维 的涂层就会溶解，从纤维中释放出能阻止混凝土中的钢筋被 腐蚀的物质。 智能材料-应用 在飞机制造方面，科学家正在研制具有如下功能的智能材料 ：当飞机在飞行中遇到涡流或猛烈的逆风时，机翼中的智能 材料能迅速变形，并带动机翼改变形状，从而消除涡流或逆 风的影响，使飞机仍能平稳地飞行。可进行损伤评估和寿命 预测的飞机自诊断监测系统。该系统可自行判断突然的结构 损伤和累积损伤，根据飞行经历和损伤数据预计飞机结构的 寿命，从而在保证安全的情况下，大大减少停飞检修次数和 常规维护费用，使商业飞机能获得可观的经济效益。此外， 还有人设想用智能材料制成涂料，涂在机身和机翼上，当机 身或机翼内出现应力时，涂料会改变颜色，以此警告。 智能材料-应用 在医疗方面，智能材料和结构可用来制造无需马达控制并有 触觉响应的假肢。这些假肢可模仿人体肌肉的平滑运 动， 利用其可控的形状回复作用力，灵巧地抓起易碎物体，如盛 满水的纸杯等。药物自动投放系统也是智能材料一显身手的 领地。日本推出了一种能根据血液中的葡萄糖浓度而扩张和 收缩的聚合物。葡萄糖浓度低时，聚合物条带会缩成小球， 葡萄糖浓度高时，小球会伸展成带。借助于这一特性，这种 聚合物可制成人造胰细胞。将用这种聚合物包封的胰岛素小 球，注入糖尿病患者的血液中，小球就可以模拟胰细胞工作 。血液中的血糖浓度高时，小球释放出胰岛素，血糖浓度低 时，胰岛素被密封。这样，病人血糖浓度就会始终保持在正 常的水平上。 智能材料-应用 智能材料 在军事方面，在航空航天器蒙皮中植入能探测激光、核辐射 等多种传感器的智能蒙皮，可用于对敌方威胁进行监视和预 警。美国正在为未来的弹道导弹监视和预警卫星研究在复合 材料蒙皮中植入核爆光纤传感器、X射线光纤探测器等多种 智能蒙皮。这种智能蒙皮将安装在天基防御系统平台表面， 对敌方威胁进行实时监视和预警，提高武器平台抵御破坏的 能力。智能材料还能降低军用系统噪声。美国军方发明出一 种可涂在潜艇上的智能材料，它可使潜艇噪声降低60分贝 ，并使潜艇探测目标的时间缩短100倍。 智能材料-应用 智能材料的再一个重要进展标志就是形状记忆合金，或称记 忆合金。这种合金在一定温度下成形后，能记住自己的形状 。当温度降到一定值（相变温度）以下时，它的形状会发生 变化；当温度再升高到相变温度以上时，它又会自动恢复原 来的形状。目前记忆合金的基础研究和应用研究已比较成熟 。一些国家用记忆合金制成了卫星用自展天线。在稍高的温 度下焊接成一定形状后，在室温下将其折叠，装在卫星上发 射。卫星上天后，由于受到强的日光照射，温度会升高，天 线自动展开。除此之外，还有人用记忆合金制成了窗户自动 开闭器。当温度升至一定程度后窗户自动打开，温度下降时 自动关闭。 智能材料-应用 智能材料-应用 智能材料是一种集材料与结构、智然处理、执行系统、控制 系统和传感系统于一体的复杂的材料体系。它的设计与合成 几乎横跨所有的高技术学科领域。构成智然材料的基本材料 组元有压电材料、形状记忆材料、光导纤维、电（磁）流变 液、磁致伸缩材料和智然高分子材料等。智然材料的出现将 使人类文明进入一个新的高度，但目前距离实用阶段还有一 定的距离。今后的研究重点包括以下六个方面： （1） 智能材料概念设计的仿生学理论研究 （2） 材料智然内禀特性及智商评价体系的研究 （3） 耗散结构理论应用于智能材料的研究 （4） 机敏材料的复合-集成原理及设计理论 （5） 智能结构集成的非线性理论 （6） 仿人智能控制理论 智能材料-研究方向 英国埃克塞特大学（University of Exeter）的研究小组宣 称，一种奇异的甲虫启发我们如何制作亮白超薄材料； 美国伊利诺斯大学香槟分校（UIUC）的研究人员研制出 一种可模仿人类皮肤、能多次自我修复的聚合物材料； 美国伦斯勒理工学院和阿克伦大学的研究人员制造出一种 复合“壁虎胶带”，它能够迅速地与目标表面黏着或者分 离，黏着能力是真正壁虎的4倍； 伦斯勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）通 过向聚合物中注入导电碳纳米管，通过监测复合材料结构 电阻，一旦探测到裂纹，可向相应区域输送一个短电流脉 冲将碳纳米管加热，熔化的内嵌愈合剂将流入并修复裂纹 ，这样复合材料结构的强度可以得到70%的恢复。 智能材料-研究动态 具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线 的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物 可以成为超导体。 1911年荷兰人发现超导电性：4.2K（Hg），到1986前达到23.2K(Nb3Ge）； 1986年： 美国国际商用机器公司科学家米勒、贝德诺尔茨发现35K（钡镧铜）； 日本东京大学工学部又将超导温度提高到37K； 美国休斯敦大学又将超导温度提高到40.2K； 1987年： 日本川崎国立分子研究所将超导温度提高到43K； 日本综合电子研究所又将超导温度提高到46K和53K； 中国科学院物理研究所获得了486K的锶镧铜氧系超导体； 美国休斯敦大学又将超导温度提高到98K超导体； 日本宣布发现123K超导体； 中国北京大学成功地用液氮进行超导磁悬浮实验。 高温超导体的巨大突破，以液态氮代替液态氦作超导制冷剂获得超导体，使超导 技术走向大规模开发应用。 超导材料-定义 超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展 示了诱人的应用前景。但要实际应用超导材料又受到一系列 因素的制约，这首先是它的临界参量，其次还有材料制作的 工艺等问题（例如脆性的超导陶瓷如何制成柔细的线材就有 一系列工艺问题）。到80年代，超导材料的应用主要有： 利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子 加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力 电缆，用于大容量输电（功率可达10000MVA）；可制作 通信电缆和天线，其性能优于常规材料。 利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。 利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探 测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机 的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10 20倍，功耗只有四分之一。 超导材料-应用 超导材料： YBCO,2G超导带材（基带与涂层）和MgB2带材 Nb3Sn,成功制备出合格评估线交付ITER国际组 有中国参与的国际合作项目，仅次于国际空间站， 总投资约100亿欧元，我国承担约100亿人民币。 用约480tNb3Sn股线和240tNbTi线。 我国承担27吨的Nb3Sn线材制造任务，价值人民币2亿元。 超导材料-研究开发 超导强电应用： 超导限流器：35kV/90MVA 世界上挂网运行限流器中电压等级最高、容量最大 采用MgB2的核磁共振（MRI ） 将研制成功我国第一台、世界第二台采用MgB2的MRI 超导材料-研究开发 超导弱电应用： 四通道心磁图仪实现临床试用 SQUID磁强计用于地矿勘查有望带来地矿勘察的革命 超导材料-研究开发 1米102厘米=103毫米106微米109纳米1010埃 2011年10月19日欧盟委员会通过了对纳米材料的定义： 纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工 材料，这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100 纳米之间，并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗 粒总数中占50%以上。 主要变化： 体积变化：当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时，其粒径虽改变为1000倍， 但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨，必须用量子力学取代传统力学来描述 它的行为。 表面积变化：超微粒子的表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的 不安定原子。同时因粒径缩小而提供了大表面的活性原子。（熔点下降） 磁性变化：一般常见的磁性物质均属多磁区之集合体，当粒子尺寸小至无法区 分出其磁区时，即形成单磁区之磁性物质。 光吸收率变化：纳米粒子的粒径小于光波的波长，因此将与入射光产生复杂的 交互作用。纳米材料因其光吸收率大的特色，可应用于红外线感测器材料。 纳米材料-定义 纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块 体等四类。 纳米粉末：一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒。可用于：高密度磁记录材 料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材 料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池 电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶 瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。 纳米纤维：指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光 纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管 材料等。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。 纳米膜：纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极 为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于 ：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏 材料；平面显示器材料；超导材料等。 纳米块体：纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米 晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。 纳米材料-分类 日本东京大学通过一种装配工艺引导电子供体和电子受体分子形成一种 特种结构，创造出新型纳米尺度的光电导体。这种微观能量转换器在黑 暗中是绝缘体，而在紫外线或可见光下会产生电流； 瑞士联邦苏黎世高等工业大学（ETH-Zurich）目前已证实装满铜的碳纳 米管可以作为纳米尺度点焊机，具有高度可控的纳米定位精度，利用这 种方法实现了两个纳米管的定位焊接。 日本东芝公司宣布开发出三层HD DVD只读光盘，容量高达51GB，能够 存储7个小时的高清晰视频。 法国国家科研中心（CNRS）拉瓦锡研究所（Lavoisier Institute）用铬 元素和对苯二甲酸合成的一种孔径约为3.5 nm的多孔复合纳米材料，在 25的温度下，1 m3可吸附400 m3的CO2。 美国莱斯大学（Rice University）研究发现一种被称为“巴基球”（ buckyball）的微小碳颗粒能够有效储存氢，其密度可达到木星中心的水 平，这些巴基球在室温下可储存占其重量8%的氢气。瑞典乌普萨拉大学 （Uppsala University）揭示了镁纳米颗粒中氢原子释放机制。 纳米材料-研究进展 美国凯斯西储大学（Case Western Reserve University）在对海参进行 数年模拟研究后，开发出一种新型聚合物纳米复合材料，该材料当遇到 液体时可像海参一样在几秒钟内改变形态，在僵硬与松软状态之间转换 。这种具有延展性的新材料可能在生物医学方面作为“人工神经系统” 的一部分，用于治疗帕金森病、中风或脊髓损伤患者； 美国德克萨斯大学医学院（UTMB）和密歇根大学（University of Michigan）首次实现了神经元和纳米光电颗粒薄膜之间的直接电连接， 这一进展将引领纳米光电颗粒用于人造视网膜等一系列光激励神经信号 装置； 美国阿肯色大学（Arkansas）使介质击穿帮助制造商生产用于探测DNA 、精确控制药物释放等用途的超精确纳米器件。 纳米材料-研究进展 美国赖斯大学利用化学方法开发90%以上四脚状硒化镉量子点，研究证 明四脚状量子点可以极大地提高光电转换效率，为更好、成本更低的太 阳能电池板的生产铺平了道路。 新泽西理工学院开发出的太阳能电池使用了一种碳纳米管复合物，使用 这项技术甚至能够用家用喷墨打印机打印出这些太阳能电池板，克服了 制造传统太阳能电池的关键材料高纯硅，其制造工艺成本也还远远不能 为多数消费者所承受的难题。 美国波音子公司Spectrolab有限公司开发出一种多重接合太阳能电池。 由于使用了一种新型晶格失配半导体材料，该电池的光电转换效率可达 创纪录的40.7，是普通屋顶太阳能板的两倍多。 斯坦福大学发现一种用硅纳米线改造锂离子充电电池的方法，电量是现 有电池的10倍。 韩国汉阳大学成功开发出一种三维多孔硅阴极材料，采用该材料能够将 锂电池的容量提高到目前的8倍以上，充放电效率可提高到90%以上。 纳米材料-研究进展 基于纳米材料直接打印制版集成技术 纳米材料-研究进展 艾滋病诊断的新型纳米快速检测技术 完成了水溶性558nm和602nmCdSe/ZnS纳米晶的可控制备 初步研制形成了HIV荧光量子点检测试纸及配套荧光试纸定量检测仪 已建成产量达12Kg/年及10Kg/年的100nm和130300nm超顺磁性 微球生产线，可满足8000 万条/年磁性试纸条的生产规模 磁性HIV检测试纸实现批量生产，形成了产品生产SOP及企业标准，正 在进行文号报批工作 纳米材料-研究进展 生物医用材料（biomedical material）是用于对生物体进 行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能 的新型高技术材料。 它是研究人工器官和医疗器械的基础，己成为材料学科的重 要分支，尤其是随着生物技术的莲勃发展和重大突破，生物 材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。当代生 物材料已处于实现重大突破的边缘，不远的将来，科学家有 可能借助于生物材料设计和制造整个人体器官，生物医用材 料和制品产业将发展成为本世纪世界经济的一个支柱产业。 生物医用材料-定义 生物材料中有的是结构材料，包括骨、牙等硬组织材料和肌 肉、腱、皮肤等软组织； 还有许多功能材料所构成的功能部件，如眼球晶状体是由晶 状体蛋白包在上皮细胞组成的薄膜内而形成的无散射、无吸 收、可连续变焦的广角透镜。 在生物体内生长有不同功能的材料和部件，材料科学的发展 方向之一是模拟这些生物材料制造人工材料。它们可以做生 物部件的人工代替物，也可以在非医学领域中使用。前者如 人工瓣膜、人工关节等；后者则有模拟生物黏合剂、模拟酶 、模拟生物膜等。 生物医用材料-定义 通常是按材料属性分为： 合成高分子材料：聚氨醋、聚醋、聚乳酸、聚乙醇酸、乳酸 乙醇酸共聚物及其他医用合成塑料和橡胶等； 天然高分子材料：如胶原、丝蛋白、纤维素、壳聚糖等； 金属与合金材料：如钦金属及其合金等； 无机材料：生物活性陶瓷，羟基磷灰石等； 复合材料：碳纤维/聚合物、玻璃纤维/聚合物等； 生物医用材料-分类 根据材料的用途： 分为生物惰性（bioinert）、生物活性（bioactive）或生物 降解（biodegradable）材料。 这些材料通过长期植入、短期植入、表面修复分别用于硬组 织和软组织修复与替换。生物医用材料由于直接用于人体或 与人体健康密切相关，对其使用有严格要求。首先，生物医 用材料应具有良好的血液相容性和组织相容性。其次，要求 耐生物老化。即对长期植入的材料，其生物稳定性要好；对 于暂时植入的材料，耍求在确定时间内降解为可被人体吸收 或代谢的无毒单体或片断。还要求物理和力学性质稳定、易 于加工成型、价格适当。便于消毒灭茵、无毒无热源、不致 癌不致畸也是必须考虑的。对于不同用途的材料，其要求各 有侧重。 生物医用材料-分类 根据物质属性，生物医学材料大致可以分为以下几种： 1、生物医学金属材料：是作为生物医学材料的金属或合金，具有很高的 机械强度和抗疲劳特性，是临床应用最广泛的承力植入材料，主要有钴合 金、钛合金和不锈钢的人工关节和人工骨。镍钛形状记忆合金具有形状记 忆的智能特性，能够用于矫形外科、心血管外科。 2、生物医学高分子材料：有天然的和合成的两种，发展得最快的是合成 高分子医用材料。通过分子设计，可以获得很多具有良好物理机械性和生 物相容性的生物材料。其中软性材料常用来作为人体软组织如血管、食道 和指关节等的代用品；合成的硬材料可以用来作人工硬脑膜、笼架球形的 人工心脏瓣膜的球形阀等；液态的合成材料如室温硫化硅橡胶可以用来作 注入式组织修补材料。 生物医用材料-分类 3、生物医学无机非金属材料或生物陶瓷：这类医用材料化学性质稳定， 具有良好的生物相容性。生物陶瓷主要包括两类。（1）惰性生物陶瓷（ 如氧化铝、医用碳素材料等）。这类材料具有较高的强度，耐磨性能良 好，分子中的键力较强。（2）生物活性陶瓷（如羟基磷灰石和生物活性 玻璃等），这类材料具有能在生理环境中逐步降解和吸收，或与生物机 体形成稳定的化学键结合的特性，因而具有极为广阔的发展前景。 4、生物医学复合材料：是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医 学材料，主要用于修复或替换人体组织、器官或增进其功能以及人工器 官的制造。其中钴合金和聚乙烯组织的假体常用作关节材料；碳-钛合成 材料是临床应用良好的人工股骨头；高分子材料与生物高分子（如酶、 抗源、抗体和激素等）结合可以作为生物传感器。 5、生物医学衍生材料：是经过特殊处理的天然生物组织形成的生物医学 材料，经过处理的生物衍生材料是无生物活力的材料，但是由于具有类 似天然组织的构型和功能，在人体组织的修复和替换中具有重要作用， 主要用作皮肤掩膜、血液透析膜、人工心脏瓣膜等。 生物医用材料-分类 广义的说，凡是能源工业及能源技术所需的材料都可称为能广义的说，凡是能源工业及能源技术所需的材料都可称为能 源材料。但在新材料领域，能源材料往往指那些正在发展的源材料。但在新材料领域，能源材料往往指那些正在发展的 、可能支持建立新能源系统满足各种新能源及节能技术的特、可能支持建立新能源系统满足各种新能源及节能技术的特 殊要求的材料。殊要求的材料。 能源材料的分类在国际上尚未见有明确的规定，可以按材料能源材料的分类在国际上尚未见有明确的规定，可以按材料 种类来分，也可以按使用用途来分。大体上可分为燃料（包种类来分，也可以按使用用途来分。大体上可分为燃料（包 括常规燃料、核燃料、合成燃料、炸药及推进剂等）、能源括常规燃料、核燃料、合成燃料、炸药及推进剂等）、能源 结构材料、能源功能材料等几大类。按其使用目又可以把能结构材料、能源功能材料等几大类。按其使用目又可以把能 源材料分成能源工业材料、新能源材料、节能材料、储能材源材料分成能源工业材料、新能源材料、节能材料、储能材 料等大类。料等大类。 新能源材料-定义 （）裂变反应堆材料，如铀、钚等核燃料、反应堆结构材 料、慢化剂、冷却剂及控制棒材料等。 （）聚变堆材料：包括热核聚变燃料、第一壁材料、氚增 值剂、结构材料等。 固体推进剂 （）高能推进剂：包括液体推进剂、固体推进剂。 （）燃料电池材料：如电池电极材料、电解质等。 （）氢能源材料：主要是固体储氢材料及其应用技术。 （）超导材料：传统超导材料、高温超导材料及在节能、 储能方面的应用技术。 （）太阳能电池材料。 （）其它新能源材料：如风能、地热、磁流体发电技术中 所需的材料。 新能源材料-分类 核聚变：合肥、成都核聚变装置，中国已正式参加国际核聚 变装置ITER建设 福特核动力概念车：名为Nucleon。其在两个后轮之间的核 反应堆以铀元素的核裂变为能源，能够把水变成高压蒸汽， 再推动涡轮叶片驱动汽车。然后蒸气在冷却之后返回核反应 堆里面再次加热。只要核燃料还没用完，它就能不断发出动 力。按照当时的设计思 想，大约在8000公里核 燃料耗尽后，核燃料将 能够在路边的“加铀站” 得补充。 新能源材料-研究进展 凯迪拉克钍燃料概念车（Cadillac WTF） World Thorium Fuel（钍燃料）的缩写。此款车在不用任何维护的情况下维 持100年之久。 新能源材料-研究进展 风力发电叶片：一个2.5MW的风车，叶片直径要80，包 括传动箱的总重达30t；风车高近百米，用材几百吨。风车 叶片要有足够的强度和抗疲劳性能，目前主要采用玻璃钢或 碳纤维增强塑料。 研制高效、长寿、廉价的光伏转换材料已成为目前能源新材 料领域的重要问题。非晶硅（薄膜）、单晶硅、多晶硅、 CdTe、Cu(Ga,In)Te、GaAs及GaInp等。 锂离子电池正在向高比能、长寿命、低成本的方向发展。正 极材料的发展趋势是通过各种方法对钴酸锂、镍酸锂、镍钴 酸锂和锰酸锂进行掺杂改性以提高性能。负极材料的发展趋 势是通过各种方法将碳负极材料与各种高容量非碳负极材料 复合以研究开发可实用化的高容量碳/非碳复合负极材料。 新能源材料-研究进展 新能源材料-应用 敌我自动识别(IFF)系统 美军“陆地勇士”单兵装备 单兵电源系统 美军“陆地勇士”单兵电源系统 美军军“陆陆地勇士”单单兵装备备 国家现代材料科技信息网络中心是由科技部主管，国家发展与改革 委员会、教育部、国家自然科学基金委员会、中国科学院和中国工 程院联合支持，依托清华大学建设的。中心主要任务： 管理国家新材料信息平台（)； 从事国家新材料发展战略研究； 组织各种新材料培训、会展等活动； 组织新