[科普中國(guó)]-功能材料

簡(jiǎn)介

功能材料是指通過(guò)光、電、磁、熱、化學(xué)、生化等作用后具有特定功能的材料。在國(guó)外，常將這類材料稱為功能材料（Functional Materials）、特種材料（Speciality Materials）或精細(xì)材料（Fine Materials）。功能材料涉及面廣，具體包括光、電功能，磁功能，分離功能，形狀記憶功能等等。這類材料相對(duì)于通常的結(jié)構(gòu)材料而言，一般除了具有機(jī)械特性外，還具有其他的功能特性（《現(xiàn)代功能材料及其應(yīng)用》）1。

分類關(guān)于功能材料的分類，沒(méi)有統(tǒng)一的界定，下面關(guān)于其分類摘自3本書(shū)籍。

《功能材料學(xué)概論》功能材料本身的范圍還沒(méi)有公認(rèn)的嚴(yán)格的界定，所以對(duì)它的分類就很難有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。比較常見(jiàn)的分類方法有：

（1）按照材料的化學(xué)鍵分類。分為功能性金屬材料、功能性無(wú)機(jī)非金屬材料、功能性有機(jī)材料和功能性復(fù)合材料。

（2）按照材料物理性質(zhì)分類。分為磁性材料、電性材料、光學(xué)材料、聲學(xué)材料、力學(xué)材料、化學(xué)功能材料等。

（3）按照功能材料的應(yīng)用領(lǐng)域分類。分為電子材料、軍工材料、核材料、信息工業(yè)用材料、能源材料、醫(yī)學(xué)材料等。3

《新型功能材料》與上述相似：

功能材料種類繁多，涉及面廣，迄今還沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的分類方法。目 前主要是根據(jù)材料的物質(zhì)性，或功能性、應(yīng)用型進(jìn)行分類。

（1）根據(jù)材料的物質(zhì)性進(jìn)行分類

①金屬功能材料

②無(wú)機(jī)非金屬功能材料

③有機(jī)功能材料

④復(fù)合功能材料

（2）根據(jù)材料的功能性進(jìn)行分類

按照材料的物理化學(xué)功能進(jìn)行分類，例如，按材料的主要使用性能大致可分為9大類型：

①電學(xué)功能材料

②磁學(xué)功能材料

③光學(xué)功能材料

④聲學(xué)功能材料

⑤力學(xué)功能材料

⑥熱學(xué)功能材料

⑦化學(xué)功能材料

⑧生物醫(yī)學(xué)功能材料

⑨核功能材料

（3）根據(jù)材料的應(yīng)用性進(jìn)行分類

按照功能材料應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行分類，主要可分為信息材料、電子材料、電工材料、電訊材料、計(jì)算機(jī)材料、傳感材料、儀器儀表材料、能源材料、航空航天材料、生物醫(yī)用材料。2

《現(xiàn)代功能材料及其應(yīng)用》也提到按材料種類分，可分為金屬功能材料、無(wú)機(jī)非金屬功能材料和有機(jī)功能材料。本書(shū)主要從功能角度考慮將功能材料分類。大致寫(xiě)了兩種分類方法：

（一）從功能的不同可以分為如下幾類：

（1）力學(xué)功能。主要是指強(qiáng)化功能材料和彈性功能材料，如高結(jié)晶材料，超高強(qiáng)材料等等。

（2）化學(xué)功能

①分離功能材料：如分離膜，離子交換樹(shù)脂、高分子絡(luò)合物。

②反應(yīng)功能材料：如高分子試劑、高分子催化劑等等。

③生物功能材料：如固定化酶，生物反應(yīng)器等等。

（3）物理化學(xué)功能

①電學(xué)功能材料：如超導(dǎo)體，導(dǎo)電高分子等。

②光學(xué)功能材料：如光導(dǎo)纖維、感光性高分子等。

③能量轉(zhuǎn)換材料：如壓電材料、光電材料等。

（4）生物化學(xué)功能

①醫(yī)用功能材料：人工臟器用材料如人工腎、人工心肺，可降解的醫(yī)用縫合線、骨釘、骨板等等。

②功能性藥物：如緩釋高分子，藥物活性高分子，高分子農(nóng)藥等。

③生物降解材料

（二）按功能的顯示過(guò)程可分為一次功能材料和二次功能材料。

（1）一次功能。當(dāng)向材料輸入的能量和從材料輸出的能量屬于同一種形式時(shí)，材料起到能量傳輸部件的作用，材料的這種功能稱為一次功能。以一次功能為使用目的的材料又稱為載體材料。

①力學(xué)功能。如慣性、粘性、流動(dòng)性、潤(rùn)滑性、成型性、超塑性、恒彈性、高彈性、振動(dòng)性和防震性。

②聲功能。如隔音性、吸音性。

③熱功能。如傳熱性、隔熱性、吸熱性和蓄熱性。

④電功能。如導(dǎo)電性、超導(dǎo)性、絕緣性和電阻等。

⑤磁功能。如硬磁性、軟磁性、半硬磁性等。

⑥光功能。如遮光性、透光性、折射光性、反射光性、吸光性、偏振光性、分光性、聚光性等。

⑦化學(xué)功能。如吸附作用、氣體吸附性、催化作用、生物化學(xué)反應(yīng)、酶反應(yīng)等。

⑧其他功能。如放射性、電磁波特性等等。

（2）二次功能。當(dāng)向材料輸入的能量和從材料輸出的能量屬于不同形式時(shí)，材料起能量的轉(zhuǎn)換部件作用，材料的這種功能稱為二次功能或高次功能。二次功能按能量的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可分類如下。

①光能和其他形式能量的轉(zhuǎn)換。如光合成反應(yīng)、光分解反應(yīng)、光化反應(yīng)、光致抗蝕、化學(xué)發(fā)光，感光反應(yīng)，光致伸縮，光生伏特效應(yīng)和光導(dǎo)電效應(yīng)。

②電能和其他形式能量的轉(zhuǎn)換。如電磁效應(yīng)、電阻發(fā)熱效應(yīng)、熱點(diǎn)效應(yīng)、光電效應(yīng)、場(chǎng)致發(fā)光效應(yīng)、電化學(xué)效應(yīng)和電光效應(yīng)等。

③磁能與其他形式能量的轉(zhuǎn)換。如光磁效應(yīng)、熱磁效應(yīng)、磁冷凍效應(yīng)和磁性轉(zhuǎn)變等。

④機(jī)械與其他形式能量的轉(zhuǎn)換。如形狀記憶效應(yīng)、熱彈性效應(yīng)、機(jī)械化學(xué)效應(yīng)、壓電效應(yīng)、電致伸縮、光壓效應(yīng)、聲光效應(yīng)、光彈性效應(yīng)和磁致伸縮等。1

典型功能材料超導(dǎo)材料

以NbTi、Nb3Sn為代表的實(shí)用超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導(dǎo)磁體及大型加速器磁體等多個(gè)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用；SQUID作為超導(dǎo)體弱電應(yīng)用的典范已在微弱電磁信號(hào)測(cè)量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導(dǎo)的裝置無(wú)法達(dá)到的。但是，由于常規(guī)低溫超導(dǎo)體的臨界溫度太低，必須在昂貴復(fù)雜的液氦(4.2K)系統(tǒng)中使用，因而嚴(yán)重地限制了低溫超導(dǎo)應(yīng)用的發(fā)展。

高溫氧化物超導(dǎo)體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導(dǎo)應(yīng)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(jì)的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應(yīng)用帶來(lái)了極大的方便。另外，高溫超導(dǎo)體都具有相當(dāng)高的上臨界場(chǎng)[H c2 (4K)>50T]，能夠用來(lái)產(chǎn)生20T以上的強(qiáng)磁場(chǎng)，這正好克服了常規(guī)低溫超導(dǎo)材料的不足之處。正因?yàn)檫@些由本征特性Tc、Hc2所帶來(lái)的在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的巨大潛在能力，吸引了大量的科學(xué)工作者采用最先進(jìn)的技術(shù)裝備，對(duì)高Tc超導(dǎo)機(jī)制、材料的物理特性、化學(xué)性質(zhì)、合成工藝及顯微組織進(jìn)行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導(dǎo)體是非常復(fù)雜的多元體系，在研究過(guò)程中遇到了涉及多種領(lǐng)域的重要問(wèn)題，這些領(lǐng)域包括凝聚態(tài)物理、晶體化學(xué)、工藝技術(shù)及微結(jié)構(gòu)分析等。一些材料科學(xué)研究領(lǐng)域最新的技術(shù)和手段，如非晶技術(shù)、納米粉技術(shù)、磁光技術(shù)、隧道顯微技術(shù)及場(chǎng)離子顯微技術(shù)等都被用來(lái)研究高溫超導(dǎo)體，其中許多研究工作都涉及了材料科學(xué)的前沿問(wèn)題。高溫超導(dǎo)材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應(yīng)用等方面取得了重要進(jìn)展。

醫(yī)用材料

作為高技術(shù)重要組成部分的生物醫(yī)用材料已進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的新階段，其市場(chǎng)銷(xiāo)售額正以每年16%的速度遞增，預(yù)計(jì)20年內(nèi)，生物醫(yī)用材料所占的份額將趕上藥物市場(chǎng)，成為一個(gè)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(fù)合生物材料的研究重點(diǎn)是強(qiáng)韌化生物復(fù)合材料和功能性生物復(fù)合材料，帶有治療功能的HA生物復(fù)合材料的研究也十分活躍。

能源材料

太陽(yáng)能電池材料是新能源材料研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，IBM公司研制的多層復(fù)合太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換率高達(dá)40%。美國(guó)能源部在全部氫能研究經(jīng)費(fèi)中，大約有50%用于儲(chǔ)氫技術(shù)。固體氧化物燃料電池的研究十分活躍，關(guān)鍵是電池材料，如固體電解質(zhì)薄膜和電池陰極材料，還有質(zhì)子交換膜型燃料電池用的有機(jī)質(zhì)子交換膜等，都是研究的熱點(diǎn)。

生態(tài)環(huán)境

生態(tài)環(huán)境材料是20世紀(jì)90年代在國(guó)際高技術(shù)新材料研究中形成的一個(gè)新領(lǐng)域，其研究開(kāi)發(fā)在日、美、德等發(fā)達(dá)國(guó)家十分活躍，主要研究方向是：①直接面臨的與環(huán)境問(wèn)題相關(guān)的材料技術(shù)，例如，生物可降解材料技術(shù)，CO 2 氣體的固化技術(shù)，SOx、NOx催化轉(zhuǎn)化技術(shù)、廢物的再資源化技術(shù)，環(huán)境污染修復(fù)技術(shù)，材料制備加工中的潔凈技術(shù)以及節(jié)省資源、節(jié)省能源的技術(shù)；②開(kāi)發(fā)能使經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境協(xié)調(diào)性材料，如仿生材料、環(huán)境保護(hù)材料、氟里昂、石棉等有害物質(zhì)的替代材料、綠色新材料等；③材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)。

智能材料

智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來(lái)高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化?？茖W(xué)家預(yù)言，智能材料的研制和大規(guī)模應(yīng)用將導(dǎo)致材料科學(xué)發(fā)展的重大革命。

國(guó)外在智能材料的研發(fā)方面取得很多技術(shù)突破，如英國(guó)宇航公司在導(dǎo)線傳感器，用于測(cè)試飛機(jī)蒙皮上的應(yīng)變與溫度情況；英國(guó)開(kāi)發(fā)出一種快速反應(yīng)形狀記憶合金，壽命期具有百萬(wàn)次循環(huán)，且輸出功率高，以它作制動(dòng)器時(shí)、反應(yīng)時(shí)間，僅為10分鐘；在壓電材料、磁致伸縮材料、導(dǎo)電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅(qū)動(dòng)組件材料在航空上的應(yīng)用取得大量創(chuàng)新成果。4

能源材料

①固體氧化物燃料電池：

固體氧化物燃料電池是一種新型綠色能源裝置，比質(zhì)子交換膜燃料電池有更高的轉(zhuǎn)換效率和節(jié)能效果，可減少二氧化碳排放 50%，不產(chǎn)生NOx，已成為發(fā)達(dá)國(guó)家重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)的新能源技術(shù)。但研究的固體氧化物燃料電池的工作溫度達(dá)800～900℃，其關(guān)鍵部件的材料制備總是成為制約固體氧化物燃料電池發(fā)展的瓶頸。

應(yīng)突破的關(guān)鍵技術(shù)主要有：

a）高性能電極材料及其制備技術(shù)；

b）新型電解質(zhì)材料及電極支撐電解質(zhì)隔膜的制備技術(shù)；

c）電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其制備技術(shù)；

d）電池的結(jié)構(gòu)、性能與表征的研究。

②光電轉(zhuǎn)換效率大于 18%的硅基太陽(yáng)能電池商品化；

研制出光電轉(zhuǎn)換效率大于 18%的低成本、大面積、可商業(yè)化的硅基太陽(yáng)能電池及其組件。

③太陽(yáng)能的綜合利用 (光電、熱電、熱交換)及其與風(fēng)力發(fā)電的耦合技術(shù)；

建立總體利用效率達(dá)15%的追尾聚集光式太陽(yáng)能光電、熱電、熱交換系統(tǒng)并實(shí)用化，建立太陽(yáng)能綜合利用與風(fēng)力發(fā)電耦合的實(shí)用型分布式地面電站，并可并網(wǎng)供電。

稀土材料

①稀土催化材料

②稀土永磁材料

突破高性能 (N50)、高均勻性、高工作溫度、低溫度系數(shù)的燒結(jié)稀土永磁材料和高性能(磁能積20MGOe）粘結(jié)稀土永磁材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。

③高亮度、長(zhǎng)壽命白光 LED節(jié)能照明系統(tǒng)

低成本、高亮度、長(zhǎng)壽命白光 LED節(jié)能照明系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化并進(jìn)入普通百姓家庭。

生物醫(yī)用材料

①生物芯片；

②生物兼容性好、可降解或可誘導(dǎo)再生的人體軟、硬組織替換材料；

③具有分子識(shí)別和特異免疫功能的血液凈化材料和裝置。

生態(tài)環(huán)境材料

①有機(jī)膜分離技術(shù)：海水（或鹽堿水）淡化效率達(dá) 50%的有機(jī)膜實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化。

②固沙植被材料與技術(shù)；

③節(jié)能、環(huán)保的建筑材料及其關(guān)鍵工藝技術(shù)：

突破日產(chǎn) 2000噸的流態(tài)化水泥燒成技術(shù)，其單位能耗與粉塵排放低于的新型干法工藝；實(shí)現(xiàn)純氧燃燒生產(chǎn)浮法建筑玻璃的產(chǎn)業(yè)化。

特種功能材料

①無(wú)機(jī)分離催化膜：突破無(wú)機(jī)分離催化膜（透氧膜、分子篩膜、透氫膜）的關(guān)鍵制備技術(shù)，建立無(wú)機(jī)分離催化膜用于天然氣催化轉(zhuǎn)化制備合成氣和液體燃料、天然氣直接轉(zhuǎn)化制備乙烯、生物質(zhì)原料制備乙醇、天然氣制氫等方面的示范性生產(chǎn)裝置。

②大尺寸光學(xué)金剛石膜；

③有機(jī)磁性材料:突破本征有機(jī)磁性材料的關(guān)鍵技術(shù)。

④敏感材料與傳感器。

超導(dǎo)材料

高溫超導(dǎo)材料的制備與應(yīng)用技術(shù)

發(fā)展前景國(guó)外世界各國(guó)功能材料的研究極為活躍，充滿了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，新技術(shù)、新專利層出不窮。發(fā)達(dá)國(guó)家企圖通過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的形式在特種功能材料領(lǐng)域形成技術(shù)壟斷，并試圖占領(lǐng)中國(guó)廣闊的市場(chǎng)，這種態(tài)勢(shì)已引起我國(guó)的高度重視。我國(guó)在新型稀土永磁、生物醫(yī)用、生態(tài)環(huán)境材料、催化材料與技術(shù)等領(lǐng)域加強(qiáng)了專利保護(hù)。但是，我們應(yīng)該看到，我國(guó)功能材料的創(chuàng)新性研究不夠，申報(bào)的專利數(shù)，尤其是具有原創(chuàng)性的國(guó)際專利數(shù)與我國(guó)的地位遠(yuǎn)不相稱。我國(guó)功能材料在系統(tǒng)集成方面也存在不足，有待改進(jìn)和發(fā)展。

2001年新材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)在世界市場(chǎng)的銷(xiāo)售額超過(guò)4000億美元,，其中功能材料約占75～80%。某些特種功能材料就其單項(xiàng)而言，其市場(chǎng)也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市場(chǎng)銷(xiāo)售額已達(dá)210億美元，2010年達(dá)到800億美元；2000年超導(dǎo)材料銷(xiāo)售額已達(dá)80億美元,2010年的年銷(xiāo)售額預(yù)計(jì)達(dá)到600億美元，其中高溫超導(dǎo)電力設(shè)備的全球銷(xiāo)售額可達(dá)50-60億美元,到2020年，全球與超導(dǎo)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值（按1995年的價(jià)格估算）可能達(dá)到1500億到2000億美元，其中高溫超導(dǎo)占60%；2010年全球釹鐵硼永磁材料的市場(chǎng)需求量將達(dá)14.6萬(wàn)噸,產(chǎn)值達(dá)80億美元，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值700億美元；生物醫(yī)用材料是一個(gè)正在迅速發(fā)展的高技術(shù)領(lǐng)域，全球生物醫(yī)用材料及制品的產(chǎn)值超過(guò)700億美元，美國(guó)約為400億美元，與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相當(dāng)，是美國(guó)經(jīng)濟(jì)中最活躍、出口量最大的6個(gè)產(chǎn)業(yè)之一，一直保持每年20%以上的速率持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)前十年左右,生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)將達(dá)到藥物市場(chǎng)的份額；隨著可持續(xù)發(fā)展政策被各國(guó)政府的廣泛采納，生態(tài)環(huán)境材料的市場(chǎng)需求也將迅速增加，估計(jì)2010年的社會(huì)需求將高于500億美元?？梢?jiàn)，在全球經(jīng)濟(jì)中，特種功能材料無(wú)論是需求的規(guī)模，還是需求的增長(zhǎng)速度，都是相當(dāng)驚人的。

國(guó)內(nèi)我國(guó)非常重視功能材料的發(fā)展，在國(guó)家攻關(guān)、“ 863”、“973”、國(guó)家自然科學(xué)基金等計(jì)劃中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”國(guó)防計(jì)劃中還將特種功能材料列為“國(guó)防尖端”材料。這些科技行動(dòng)的實(shí)施，使我國(guó)在功能材料領(lǐng)域取得了豐碩的成果。在“863”計(jì)劃支持下，開(kāi)辟了超導(dǎo)材料、平板顯示材料、稀土功能材料、生物醫(yī)用材料、儲(chǔ)氫等新能源材料，金剛石薄膜，高性能固體推進(jìn)劑材料，紅外隱身材料，材料設(shè)計(jì)與性能預(yù)測(cè)等功能材料新領(lǐng)域，取得了一批接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的研究成果，在國(guó)際上占有了一席之地。鎳氫電池、鋰離子電池的主要性能指標(biāo)和生產(chǎn)工藝技術(shù)均達(dá)到了國(guó)外的先進(jìn)水平，推動(dòng)了鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)化；功能陶瓷材料的研究開(kāi)發(fā)取得了顯著進(jìn)展，以片式電子組件為目標(biāo)，我國(guó)在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低燒瓷料和賤金屬電極上形成了自己的特色并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，使片式電容材料及其組件進(jìn)入了世界先進(jìn)行列； 高檔釹鐵硼產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得顯著進(jìn)展，在某些成分配方和相關(guān)技術(shù)上取得了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)； 功能材料還在“兩彈一星”、“四大裝備四顆星”等國(guó)防工程中作出了舉足輕重的貢獻(xiàn)。

中國(guó)作為一個(gè) 13億人口的大國(guó)，正在實(shí)施宏偉的第三步發(fā)展戰(zhàn)略，這一根本國(guó)情加之特種功能材料在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的重要作用和地位，決定了我國(guó)對(duì)功能材料的需求將是巨大的。

功能材料不僅是發(fā)展我國(guó)信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，而且是改造與提升我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ) ,直接關(guān)系到我國(guó)資源、環(huán)境及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)一直受到以美國(guó)為首的西方國(guó)家的封鎖和禁運(yùn)，所以我國(guó)國(guó)防用關(guān)鍵特種功能材料是不可能依靠進(jìn)口來(lái)解決的，必須要走獨(dú)立自主、自力更生的道路。如軍事通信、航空、航天、導(dǎo)彈、熱核聚變、激光武器、激光雷達(dá)、新型戰(zhàn)斗機(jī)、主戰(zhàn)坦克以及軍用高能量密度組件等，都離不開(kāi)特種功能材料的支撐。

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)發(fā)展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是發(fā)展能源技術(shù)、提高能源生產(chǎn)和利用效率的關(guān)鍵因素，我國(guó)目前是世界上能源消費(fèi)增長(zhǎng)最快的國(guó)家，同時(shí)也是能源緊缺的國(guó)家。發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)、使用清潔能源、節(jié)約石油資源等政策措施使得新型能源轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能材料的需求不斷增加。隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國(guó)便攜式電器如手提電話、筆記本計(jì)算機(jī)用戶每年均以超過(guò) 20%的速度增加，形成了一個(gè)對(duì)小型高能量密度電池的巨大社會(huì)需求。

隨著移動(dòng)通信等新一代電子信息技術(shù)的迅速崛起，作為一大批基礎(chǔ)電子元器件技術(shù)核心的信息功能陶瓷日益成為我國(guó)發(fā)展相關(guān)高技術(shù)的需求重點(diǎn)。按照 5%的世界市場(chǎng)占有率計(jì)，2010 年我國(guó)信息功能陶瓷材料及制品的年銷(xiāo)售額將達(dá) 300億元人民幣，對(duì)信息通訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。

我國(guó)是一個(gè)稀土大國(guó)，其工業(yè)儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的 70%以上，發(fā)展稀土功能材料我國(guó)有著獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)。例如，稀土永磁材料全世界的年平均增長(zhǎng)率為23%,而我國(guó)高達(dá)60%，1995年全球的釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)總量為6000噸，其中我國(guó)為2000噸，占總量的1/3，預(yù)測(cè)2010年全球釹鐵硼永磁材料的產(chǎn)量將達(dá)14.6萬(wàn)噸，產(chǎn)值達(dá)80億美元,其中我國(guó)的產(chǎn)量將達(dá)5.4萬(wàn)噸，產(chǎn)值達(dá)20多億美元，相關(guān)器件產(chǎn)值達(dá)100～150億美元。稀土在發(fā)光、催化等領(lǐng)域的應(yīng)用也具有廣闊的市場(chǎng)需求。

我國(guó)西部還擁有一些儲(chǔ)量豐富的資源，如稀土、鎢、鈦、鉬、鉭、鈮、釩、鋰等，有的工業(yè)儲(chǔ)量甚至占世界總儲(chǔ)量的一半以上，這些資源均是特種功能材料的重要原材料。研究開(kāi)發(fā)與上述元素相關(guān)的特種功能材料，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，將大幅度地提高我國(guó)相關(guān)特種功能材料及制品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這對(duì)實(shí)現(xiàn)西部資源的高附加值利用，將西部的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)具有重要意義，將有力地支持國(guó)家的西部大開(kāi)發(fā)。

隨著我國(guó)人民生活質(zhì)量的進(jìn)一步改善和提高 ,我國(guó)潛在的生物醫(yī)用材料市場(chǎng)將很快轉(zhuǎn)化為充滿勃勃生機(jī)的現(xiàn)實(shí)市場(chǎng),從而創(chuàng)造出巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。

我國(guó)已確定“在發(fā)展中解決保護(hù)，在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展”的原則，簽署了有關(guān)國(guó)際公約，并通過(guò)了國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)，這些都為生態(tài)環(huán)境材料需求發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料，除了在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)方面具有巨大的需求之外，在政治上還對(duì)我國(guó)加入 WTO，融入國(guó)際社會(huì)，提升國(guó)際地位具有重要作用。此外，生態(tài)環(huán)境材料還對(duì)我國(guó)的“科技、人文、綠色”奧運(yùn)工程起著特殊的作用。

總之，在未來(lái)的五到十年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及國(guó)家安全對(duì)功能材料有著巨大的需求，功能材料是關(guān)系到我國(guó)能否順利實(shí)現(xiàn)第三步戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵新材料。

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