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面向新兴和未来产业的16大重点新材料(二)

2024-12-15 16:07阅读:6,957
(二)面向未来产业布局的新材料
01原子制造技术
原子制造技术是以原子水平的量子物理为基础、以原子级功能基元为核心,在物质极限层次开展的材料与器件的制造技术,将在逻辑、存储、传感、超导、催化、储能及光电等领域催生重大应用,显著促进多学科交叉融合和技术发展。未来将重点发展原子基元设计及其材料器件制造、分子基元设计及其微系统组装制造、基元系统及大规模器件制造、原子量子态精确控制及其器件制造、原子制造的前沿新理论与新概念。

02硅基多材料体系融合集成
硅基集成光电子器件 / 模块的重要研究方向为:搭建硅与先进光电材料的混合集成工艺平台,充分发挥集成电路工艺的超大规模、超高精度制造特性,结合各类材料的光电特性优势,实现高性能混合光电集成芯片制备技术突破。
03碳纳米管微纳电子材料

碳纳米管载流子迁移率高,可应用于射频器件的制造,提高射频器件的截止频率和最大振荡频率,有望应用于空间通信、高速无线电链路、车辆雷达和芯片间通信应用领域的耦合纳米振荡器。
碳纳米管耐弯曲的特性使其可应用于柔性、透明电子设备的制造,推动显示设备性能提升。随着技术的进步,碳基半导体的应用场景将日益多元化,未来碳纳米管材料在微纳电子领域应用还需聚焦碳纳米管制备、器件稳定性、性能与集成度兼顾等问题,建立纳电子器件用碳纳米管材料标准、
表征方法、工艺流程。
04超宽禁带半导体材料
我国的超宽禁带半导体材料正处于前沿研究阶段,高品质、大尺寸衬底材料的制备是近期技术突破的重点;基于高品质衬底生长的外延材料将成为器件制备的基础,攻克器件制备工艺的技术难点将为超宽禁带半导体的广泛应用提供可能。超宽禁带半导体材料禁带宽度大、单晶制备难度高、高效掺杂难度大、器件接触性能调控难度高等一系列难题成为超宽禁带半导体应用的阻力,为超宽禁带半导体的发展带来了重大的挑战。
今后还需重点发展高品质、大尺寸衬底材料制备能力,开发具有自主知识产权、稳定高效的单晶生长和加工技术,形成单晶生长、缺陷控制、衬底加工技术等超宽禁带材料专利池,储备相关技术人才,突破大尺寸、高性能单晶衬底产业化技术。
05超材料
典型的超材料如左手材料、“隐身斗篷”、完美透镜等,已在光学、通信、国防等领域获得应用;多种电磁超材料、力学超材料、声学超材料、热学超材料及基于超材料与常规材料融合的新型材料相继出现,形成了新材料的重要增长点。

面向未来产业发展,还应提前布局光学超透镜技术、超材料电磁隐身技术、超材料天线技术及超材料全光开关技术,推动超材料减震技术研究及其在精密机械和重大工程中的应用,研发用于声呐、噪声抑制及声学信息技术方面的新型超材料,用于热能利用及转换、热管理等领域的新型超材料。

06液态金属

液态金属的应用基础研究已发展成为当前备受国际广泛关注的重大科技前沿和热点,为众多行业带来了颠覆性解决方案和实现手段,为能源、热控、电子信息、先进制造、国防军事、柔性智能机器人以及生物医疗健康等领域技术的发展带来变革。

未来,该领域还需重点发展液态金属电子浆料、液态金属热界面材料、液态金属相变材料、液态金属导电胶、液态金属磁流体、液态金属低温焊料等功能材料;研发液态金属肿瘤血管栓塞制剂及治疗技术、液态金属神经连接与修复技术、液态金属高分辨血管造影术、液态金属内外骨骼技术与注射电子学、液态金属皮肤电子技术、碱金属流体肿瘤消融治疗技术等前沿医疗技术,以及系列创新医疗器械产品。

07高熵合金

高熵合金打破了传统合金以混合焓为主的设计理念,为新材料的研发打开了一个广阔的成分设计空间。高熵合金可在国防、航空、航天等多个关键领域得到应用,开发并推广具有自主知识产权的高熵合金新材料具有重大战略意义。高熵合金发展的重点包括轻质高熵合金、耐高温难熔高熵合金、耐腐蚀高熵合金、耐辐照高熵合金、生物医用高熵合金、共晶高熵合金、耐磨高熵合金、储氢高熵合金、催化高熵合金、软磁高熵合金等。

面向未来应用场景和具有潜力的重点应用方向,开展实际应用验证;针对国防装备应用、航空、航天等极端环境条件下服役需求,研制特种高性能高熵合金;开发用于宽温域工况条件下的综合性能优异的新型装备高熵合金结构材料,实现高熵合金国际战略引领。

内容来源:中国工程科学、赣州科技;转自新材料在线微信号

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