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功能材料国内外发展现状

来源:https://www.xiutupi.com 发布时间:2021-10-09热度:

当前,国际功能材料及其应用技术正面临新的突破,诸如超导材料、纳米材料、生物医用材料、生态环境材料、能源转换及储能材料、智能材料等正处于日新月异的发展之中,发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。

1.超导材料
以NbTi,Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化,在核磁共振人体成像(NMRl)、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用。
高温氧化物超导材料的出现,突破了温度壁垒,把超导应用温度从液氦(生2K)提高到液氮(77K)温区。
高温超导材料的研究和应用工作已在单晶、薄膜、块材、线材等方面取得了重要进展。

2.纳米材料
纳米科技是指在l—loo nm尺度空间内,研究电子、原子和分子运动规律、特性的高新技术学科。其最终日标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。
当人们将宏观物体细分成超微颗粒(纳米级)后,它将显示出许多奇异的特性,即它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质与大块固体时相比将会有显著的不同。

3.生物医用材料
作为高技术重要组成部分的生物医用材料已进入一个快速发展的新阶段,其市场销售额正以每年16%的速度递增,预计20年内,生物医用材料所占的份额将赶上药物市场,成为一个支柱产业。生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷发展的主要方向;生物降解高分子材料是医用高分子材料发展的重要方向。

随着近年来材料科学的发展,生物医用材料的研究取得了一些令人瞩目的成果,尤其是组织工程研究的进展,使机体结构组织(骨、肌肉、皮肤、神经等)的再生成为可能。组织工程中的关键是支架材料,能诱导新骨形成或非骨组织形成的支架材料仍将是当前材料研究的重点。生理条件下仿生装配纳米生物材料已成为生物医用材料研究的前沿。
   
生物医用材料包括:
①硬组织的替代材料,如人骨、人工牙齿或骨的修复材料;
②埋人生物体内部的植入材料,如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾等医用高分子材料;
③作为药物定位的载体,控制药物的释放。

为此,要求生物医用材料必须具有良好的生物功能性和生物相容性。
所谓生物功能性,是指生物材料具有在其植入位置上行使功能所需的物理和化学性质。
生物相容性则是指一种生物材料在特殊应用中与宿主反应起作用的能力。
目前对生物相容性的理解,已不仅仅是要求材料植入后不会引起毒性反应,更要求植入材料和肌体之间的相互作用能被永久地协调好。

功能材料国内外发展现状第1张图

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