新材料技術發展的方向
新材料技術的發展不僅促進了信息技術和生物技術的革命，而且對制造業、物資供應以及個人生活方式産生重大的影響。記者日前采訪了中國科學院“高科技發展報告”課題組的有關專家，請他們介紹了當前世界上新材料技術的研究進展情況及發展趨勢。 材料技術的進步使得“芯片上的實驗室”成為可能，大大促進了現代生物技術的發展。新材料技術的發展賦予材料科學新的内涵和廣闊的發展空間。目前，新材料技術正朝着研制生産更小、更智能、多功能、環保型以及可定制的産品、元件等方向發展 納米材料20世紀90年代，全球逐步掀起了納米材料研究熱潮。由于納米技術從根本上改變了材料和器件的制造方法，使得納米材料在磁、光、電敏感性方面呈現出常規材料不具備的許多特性，在許多領域有着廣闊的應用前景。專家預測，納米材料的研究開發将是一次技術革命，進而将引起21世紀又一次産業革命。日本三井物産公司曾在去年末宣布該公司将批量生産碳納米管，從2002年4月開始建立年産量120噸的生産設備，9月份投入試生産，這是世界上首次批量生産低價納米産品。美國ibm公司的科研人員，在2001年4月，用碳納米管制造出了第一批晶體管，這一利用電子的波性，而不是常規導線實現傳遞住處的技術突破，有可能導緻更快更小的産品出現，并可能使現有的矽芯片技術逐漸被淘汰。 在碳納米管研究方興未艾的同時，納米事業的新秀－－“納米帶”又問世了。在美國佐治亞理工學院工作的三位中國科學家2001年初利用高溫氣體固相法，在世界上首次合成了半導體化物納米帶狀結構。這是繼發現多壁碳納米管和合成單壁納米管以來，一維納米材料合成領域的又一大突破。這種納米帶的橫截面是一個窄矩形結構，帶寬為30～300mm，厚度為5～10nm，而長度可達幾毫米，是迄今為止合成的惟一具有結構可控且無缺陷的寬帶半導體準一維帶狀結構。目前已經成功合成了氧化錫、氧化铟、氧化隔等材料納米帶。由于半導體氧化物納米帶克服了碳納米管的不穩定性和内部缺陷問題，具有比碳納米管更獨特和優越的結構及物理性能，因而能夠更早地投入工業生産和商業開發。
超導材料超導材料在電動機、變壓器和磁懸浮列車等領域有着巨大的市場，如用超導材料制造電機可增大極限輸出量20倍，減輕重量90%。超導材料的研制，關鍵在于提高材料的臨界溫度，若此問題得到解決，則會使許多領域産生重大變化。去年，科學家在超導材料上有不少新收獲，相繼發現了臨界溫度更訓的新型超導材料，使人類朝着開發室溫超導材料邁出了一大步。在日本，有人發現二硼化鎂可在－234℃成為超導體，這是迄今為止發現臨界溫度最高的金屬化合物超導體。由于二硼化鎂的發現，使世界凝聚态物理學界為之振奮。由于二硼化鎂超導體易合成、易加工，很容易制成薄膜或線材，因而應用前景看好。
美國科學家在研制更具實用性超導材料方面取得了明顯的進展，并開始進入實用階段。美國底物律的福瑞斯比電站在地下鋪設了360多米的超導電纜，電纜中123kg重的導線是由含铋、锶、鈣、銅的氧化物超導瓷制造的。這是世界上首次實用的超導輸電線路。我國在高溫超導産業化技術上也獲得了重大突破，目前已有高溫超導線材生産線投産。據估計，到2010年超導産品可有1000億美元的市場。但應當指出的是，除超導材料以外，還有許多配套技術需要解決，同時還要繼續研究開發高溫超導體，如室溫超導材料。
高性能結構材料高性能結構材料具有高溫強度好、耐磨損、抗腐蝕等優點。高溫結構陶瓷材料目前正在研制的有碳化矽、氧化矽、氮化矽、硼化物、增韌氧化锆陶瓷和纖維增強無機合成材料等。如在内燃機中用陶瓷代替金屬可減少燃料消耗30%，提高熱效率50%。高性能複合材料可以根據要求進行設計，能夠使材料揚避短，當前的研究重點有：纖維增強塑料、碳/碳複合材料、陶瓷基複合材料和金屬基複合材料。高分子功能材料是近年來發展最快的有機合成材料，每年的遞增速度達到14%。此外，美國科學家還發現了一種可和玻璃結合的化合物，這種矽烷化合物能夠粘在磷酸鹽玻璃表面，形成一個單一分子層和多分子層，從而可以保護玻璃表面，将腐蝕減少到最小程度，這一發現對提高玻璃的抗腐蝕性有重要意義。
随着科學技術的進步，開拓了新材料的範圍，推動了新材料向更高、更新方向發展。化學工業生産了大量的化工新材料，為新材料的發展提供技術支持。同時，新材料的發展同樣可以推動化學工業的科技進步、産業結構的變化。高性能結構材料的開發、應用，使一些化工機械、設備的大型化、高效化、高參數化、多功能化有了物質基礎，可以滿足化工生産高技術的要求，使一些化工工藝的實現成為可能。納米材料在化學工業可廣泛應用，是應用于多種化學傳感器的最有前途的材料。展望21世紀，新材料技術的飛速發展，必将為我們的生活帶來更美好的明天。
新材料技術領域研究動向
當前，美國、歐洲、日本等發達國家和地區十分重視新材料技術的發展，都把發展新材料作為科技發展戰略的重要組成部分，在制定國家科技與産業發展計劃時，将新材料技術列為21世紀優先發展的關鍵技術之一，予以重點發展，以保持其經濟和科技的領先地位。中國的新材料科技及産業的發展，在政府的大力關心和支持下，也取得了重大的進展和成績，為國民經濟和社會發展提供了強有力的支撐。
為研究我國新材料領域的發展現狀和态勢，本報告以中國期刊網數據庫作為統計分析源，從文獻計量學的角度進行分析研究，讨論了新材料包括超導材料、金屬材料、非金屬材料、高分子材料和複合材料的理論研究、制備工藝、産品應用、技術裝備等方面的内容。
新材料論文産出總量分析
據統計，我國新材料領域2000年共發表論文15866篇，2005年增加到27278篇，增加了11412篇，增長幅度達71.9%。其中：2000年至2002年論文發表數量以每年2000多篇速度增加，增長幅度達13 %以上；2003-2004年，發表論文總量雖然在增加，但增長速度有所減慢，其中2003年隻比2002年增長了7.72%，2004年較2003年僅增長了4.09%；但到了2005年，發表的論文數量卻有了大幅度增加，數量達到4512篇，增長幅度為19.82%，呈現加速增長的趨勢。總體上看，從2000年到2005年我國的新材料領域發表論文數量呈波動式增長，并有加速的趨勢。
新材料論文産出結構分析
1、新材料各專業論文産出權重的年度變化
從2000年至2005年，新材料各專業發表論文數量占整個新材料領域的比重雖然每年都在變化，但總的分布格局沒有被打破。高分子材料除2001年和2002年所占比重低于50%以外，其它幾年均在50%以上，一直占居主導地位；複合材料所占比重在20-30%之間，居第二位；非金屬材料所占比重在一成多，居第三位；超導材料在整個材料領域所占比例最小，居5個專業的最後一位。從各專業的發展狀況分析，超導材料的發展呈上下波動，總體下降的趨勢；金屬材料作為一種傳統的優勢領域，其發展呈現大幅下降的局面；非金屬材料在整個材料領域基本保持穩定的态勢，其所占比例變化不大；高分子材料是發展最快的學科，随着新技術的不斷湧現，其在整個新材料領域中的權重呈波動增長的态勢；複合材料除2002年有所增加外，其他各年逐年下降，但降幅不大，年均降低1%。
2、新材料各專業論文産出數量的年度變化
2000年至2005年，從新材料各專業發表論文的數量及增長率來看，超導材料論文發表呈現增長正負相間的發展格局，但總量呈下降趨勢，降幅為10%左右；金屬材料的論文發表數量出現負增長，從2000年的1614篇減少到2005年的254篇，總降幅達84%；非金屬材料發表論文數量總的趨勢是穩步增長，且到了2005年有加速增長的趨勢，發表論文數量比2000年增長了1527篇，當年增長了29.3%，6年間總體增長了66.65%；高分子材料的論文數量也在不斷增加，從2000年的8201篇增加到2005年的15895篇，總增幅達93.3%，幾乎翻了一番；複合材料論文發表呈現波動的局面，2001年比2000年有較大幅度增加，但2003-2004年卻出現負增長，到2005年又增加至7215篇，比2000年的3672篇增加了近一倍。
結論
1、新材料領域總體發展速度較快，勢頭強勁
材料是當前世界新技術革命的三大支柱(材料、信息、能源)之一，與信息技術、生物技術一起構成了21世紀世界最重要和最具發展潛力的三大領域之一。對材料的認識與利用能力，往往決定着社會的形态和人類生活的質量。人類的曆史已經證明，材料是人類社會發展的物質基礎和先導，而新材料則是人類社會進步的裡程碑。新材料在發展高新技術、改造和提升傳統産業、增強綜合國力和國防實力方面起着重要的作用，而且在自然科學和工程技術領域中發展也越來越快，地位日趨重要。根據對同時段論文發表數量統計，6年間國内新材料領域論文發表數量的年平均增長率為9.15%，大于自然科學和工程技術領域8.34%的論文發表增長率；新材料領域發表論文占自然科學與工程技術領域發表論文的比重也保持上升的勢頭，6年間增長了0.13個百分點。
新材料領域的發展變化，得益于技術創新和成果轉化速度加快。前沿技術的突破使得新興材料産業不斷湧現，同時新材料與信息、能源、醫療衛生、交通、建築等産業結合越來越緊密，材料科學工程與其他學科交叉領域和規模都在不斷擴大，而且世界各國政府高度重視新材料産業的發展，制定了推動新材料産業和科技發展的相關計劃，在資金上給予大力扶持，從而推動了本領域的技術創新能力的提高和發展，取得了一系列可喜的研究成果，保證了新材料領域發展的欣欣向榮局面。
2、高分子材料、複合材料發展迅速
2.1 高分子材料新的應用領域推動了自身的成長
高分子功能材料是近年來發展最快的有機合成材料，尤其在生物醫用材料、藥物控制釋放體系、骨科固定、組織工程和手術縫合線等方面不斷擴展其新的應用領域，全世界僅高分子材料在醫學上的應用就有90多個品種、1800餘種制品，西方國家在醫學上消耗的高分子材料每年以10-20%的速度增長。我國的高分子材料發展也十分迅速，2000年至2005年論文發表數量從1862篇增加到6640篇，6年間增長了256.61%。其中：高分子藥物方面的論文從182篇增加到802篇，增長幅度達340%；醫用高分子材料方面的論文從285篇增加到821篇，增長幅度達188%；仿生高分子材料的論文從416篇增加到1108篇，增長幅度達166%，高分子膜材料的論文從979篇增加到3909篇，增長幅度達299%。從上述數據中可以看出，高分子材料研發活躍，發展相當迅猛，已成為醫學和生物技術中不可缺少的組成部分，也是新材料領域發展最快的專業。
2.2 複合功能材料拓展了新的發展空間
由于多種材料多學科的交叉、融合,使材料的複合化成為發展新材料的一種重要手段。利用多種基體與增強體的複合、多種層次的複合以及利用非線性複合效應可以創造出全新性能的材料。近年來先進複合材料及新工藝發展很快，目前複合材料的發展以樹脂基複合材料為主，特别是熱固性材料，它的技術最成熟，應用最廣。金屬基複合材料大部分處于研究開發階段，它特别适用于建造空間結構體。陶瓷基複合材料是改進陶瓷的可靠性的重要途徑，從而使陶瓷材料優異的高溫性能得以應用。此外碳/碳複合材料在軍事技術上有很大實用價值，并已有一定的應用，其發展趨勢較快。從我國2000年至2005年複合功能材料論文發表情況來看，數量從3672篇增加到7215篇，6年總計增長96.49%。其中：金屬基複合材料論文從573篇增加到611篇，增幅6.6%；陶瓷基複合材料論文從298篇增加到1050篇，增幅252%；水泥基複合材料論文從1533篇增加到2428篇，增幅58.3%；聚合物基複合材料的論文從1134篇增加到2383篇，增幅110%；碳基複合材料論文從134篇增加到743篇，增幅達454%。從研究分析中可以看出，陶瓷基複合材料、聚合物基複合材料發展較快，這與其新工藝、新物質及新配方的不斷湧現密切相關，碳基複合材料也正從軍用轉向民用，使其發展呈快速增長的态勢。
2.3 金屬材料發展趨于低谷，有待突破
相對于高分子材料、複合材料和非金屬材料的迅猛發展，曆史悠久的金屬材料的發展處于停滞甚至後退的局面，從2000年至2005年，我國金屬材料論文發表數量從1614篇減少到254篇，下降了535%。這一現象說明我們在該領域的技術創新能力不足。當前，世界金屬材料領域的發展出現了很多新的特點及增長點，高性能金屬材料發展迅速。我國目前高性能金屬材料的産品研制、加工成型技術、生産設備等多方面都存在問題，阻礙了金屬材料的發展。因此，隻要加大金屬材料的技術創新力度，就一定能打破其發展停滞不前的局面，實現新的振興和快速發展就指日可待。
新材料的應用
我國空間站“天和”核心艙日前成功發射并準确進入預定軌道，記者6日從中國科學院金屬研究所獲悉，該所多項新材料技術在“天和”核心艙獲得應用。n具體的新材料技術包括：首次應用于核心艙電推進系統中的霍爾推力器腔體，采用了氮化硼陶瓷基複合材料，該材料具備低密度、高強度、抗熱震、耐濺射、易加工、絕緣性能好等優點，滿足了推力器對陶瓷腔體材料的要求；“天和”核心艙的大面積可展收柔性太陽電池翼伸展機構關鍵部件采用了高性能碳化矽顆粒增強鋁基複合材料，有效保證了電源系統的順利展開。n此外，該所研發的鎂合金表面處理技術、铠裝熱控器件等新技術新成果也成功應用于“天和”核心艙，随艙還發射了金屬所相關材料實驗。
