面向未来的智能材料物质科学

摘要：智能材料自20世纪80年代以来逐渐兴起，成为材料科学的重要方向，催生了一系列重要的概念材料。近几年来，人工智能的长足进步促使人们对智能材料的内涵和外延进行深入的反思：智能的物质基础是什么？是否存在集成思考、响应、自复制等多重能力的智能物质？如何理解、设计、合成和改造智能物质？当前化学、生命、材料、信息科学等学科的高速发展为回答这些问题提供了极佳的契机。针对智能物质的系统研究，不仅将带来对智能的全新认识，还将对先进材料、合成细胞、生命起源等相关领域产生重要影响，在为科学界提供全新研究对象的同时，也将为解决国家重大需求带来变革性的突破。本文基于国家自然科学基金委员会第391期“双清论坛”，总结了智能材料的研究现状、发展趋势及机遇挑战，凝练出未来相关领域的重点研究内容和亟需解决的关键科学问题。

新材料 2026年02月13日 1 点赞 0 评论 259 浏览

超材料产业发展思考与建议

摘要：超材料是由人工结构构成、具有自然材料所不具备的超常性质的人工材料，有望获得与自然物质性质迥异的“新物质”，为诸多应用领域提供了变革性技术支撑；超材料的新原理、新功能实现处于爆发期，相关产业链开始萌生，而产业化、工程化进入瓶颈期，超材料当前所处的特殊阶段恰是国家战略介入的机遇期。本文总结了超材料的概念演进过程，从国际、国内两方面概要梳理了超材料的研究进展及发展趋势，从产业化方向、产业链格局、产业发展策略三方面系统凝练了超材料的产业化进展。进一步辨识了超材料产业发展面临的挑战，突出体现在制备技术、测试与表征技术、工程化技术、产业链、研发人才等方面，从人工智能（AI）技术在超材料设计中的应用、超材料在AI技术演进中的应用两方面展望了AI 技术为超材料产业带来的新发展机遇。为此建议，以重点应用需求为牵引进行重大项目布局，建设国家级超材料制备、大数据与设计平台，组建国家级创新联合体并促进跨学科人才培养，在中长期尺度上精准推进我国超材料产业高质量发展。

新材料 2025年08月26日 1 点赞 0 评论 556 浏览

高端新材料智能制造的发展机遇与方向

摘要：发展智能制造是我国制造业创新升级的主攻方向，高端新材料是支撑高端装备和重大工程需求的核心材料，推动智能制造与高端新材料制造紧密结合，对提升高端新材料制造能力，满足重大装备对高端新材料的需求，具有重要意义。本文深入分析了高端新材料智能制造的必要性，在分析面向高端新材料的高性能制造、复杂构件的整体化与轻量化制造、高端构件的一体化与低成本绿色制造等特征基础上，总结了传统“试错法”研发模式在材料制造领域遇到的主要问题与挑战，分析了数据驱动的高端新材料智能制造研发模式带来的重大变革与机遇，并以材料智能加工成形为例，全面梳理了亟需发展的共性关键技术及其发展方向。本文从加强关键技术研究、构建创新体系、创新学科交叉人才培养和加快成果转化等方面，提出了加快发展高端新材料智能制造的对策建议，以缩短与国外先进水平的差距，支撑我国材料产业的升级换代和跨越式发展。

新材料 2024年03月19日 1 点赞 0 评论 564 浏览

面向新兴产业和未来产业的新材料发展战略研究

摘要：新材料是新兴产业和未来产业发展的根基，是抢占科技和经济发展制高点的重要领域，也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势，发现新材料联用或与其他学科、领域的深度融合正在成为新材料发展的重要特点；系统分析了我国新材料产业在规模、技术创新能力、企业和集群等方面的发展现状，总结了新材料产业发展存在的关键原材料依赖进口、核心装备尚未实现自主可控、高端产品自给率不高、部分重点产品缺乏应用迭代、标准和评价体系不完善等问题；提出了面向新兴产业亟需发展的9 个重点方向以及面向未来产业亟需布局的7 个重要方向。为推动新材料产业的高质量发展，研究建议：着力筑牢新材料产业发展根基，扎实提升新材料产业链水平，营造良好的产业发展生态环境，完善产业发展配套政策。

新材料 2024年03月18日 0 点赞 0 评论 816 浏览

典型微纳制造技术在新型含能材料可控制备和表面改性中的应用研究进展

摘要：含能材料是武器装备发射、运载、毁伤和控制的主要能源，是实现国防安全战略的重要基石。为满足武器系统对高能、高效、高安全和能量输出精确可控新型含能材料的应用需求，亟需发展兼顾能量性能和安全性能的含能材料新技术，促进武器系统向信息化和智能化方向发展。微纳制造技术是当前各国争相发展的前沿制造技术，在泛半导体、新能源、新材料等领域已取得诸多重要应用。基于国内外相关研究，本文综述了以物理气相沉积技术、化学气相沉积技术、原子层沉积技术、等离子体技术为典型代表的先进微纳制造技术在新型含能材料领域的最新应用研究进展。首先介绍了各种先进微纳制造技术的原理和特点，分析了微纳制造技术在精确控制新型含能材料尺寸、形态、组成和结构方面的技术优势，重点阐述了微纳制造技术在新型含能材料可控制备和表面改性等方面的应用，最后提出了典型微纳制造技术在当前新型含能材料领域应用中面临的挑战以及未来发展方向。

新材料 2026年05月09日 1 点赞 0 评论 21 浏览

单原子层分离膜：进展与展望

摘要：原子级制造是在原子精度对材料结构进行精准控制，是制备高端材料的变革性新技术。在原子级别对膜材料厚度和孔结构进行精密调控，开发单原子层纳米孔膜，可显著降低传质阻力，实现分子极限渗透与分离，将为膜分离领域的发展与难分离物系的突破带来新机遇。本综述介绍了多种单层纳孔膜材料（single layernanoporous membranes， SLNM），总结其纳米孔构筑方法及单层膜制备方法，探讨其在气体分离、液体分离、离子分离等领域的应用现状。最后，针对单层纳孔膜面临的机遇与挑战进行了剖析与总结，并对其未来发展方向进行了展望。

新材料 2026年05月08日 1 点赞 0 评论 23 浏览

等离子喷涂用送粉器的研究进展

摘要：送粉器是等离子喷涂系统的核心部件之一，其送粉速率稳定性及其控制精度等性能指标直接影响厚度均匀性、孔隙率等涂层性能。介绍了几种典型送粉器的技术原理和特点，进一步总结了典型送粉器的应用与技术发展，并结合应用较广的刮吸式送粉器，从粉末流动性、送粉结构和智能控制三个维度阐述提升送粉速率稳定性及其控制精度的技术措施，阐明了等离子喷涂用送粉器未来的发展趋势。

新材料 2026年05月08日 1 点赞 0 评论 22 浏览

氢（混）燃机用热障涂层材料及抗高温水汽性能研究进展

摘要：为实现“碳达峰”与“碳中和”目标，氢能及氢（混）燃机技术成为关键发展方向。然而，氢气燃烧存在燃烧不稳定性、局部高温及大量水汽生成等问题，因此，热障涂层抗高温水汽性能对氢（混）燃机的发展至关重要。系统性地综述了高温水汽对传统热障涂层材料（7%~8% YSZ）相稳定性、烧结行为、力学性能、热导率及抗腐蚀性能的影响。同时，深入分析了高温水汽稳定高温相、促进烧结、延缓力学性能恶化以及加速腐蚀的作用，并进行归纳和总结了相关研究成果。这些研究对设计和研发氢（混）燃机用新型热障涂层具有重要的指导意义。

新材料 2026年05月07日 1 点赞 0 评论 28 浏览

材料4.0在热障涂层与环境障涂层领域的发展现状

摘要：热障涂层（TBC）与环境障涂层（EBC）作为燃气轮机、航空发动机高温部件的核心防护材料，在提升部件耐温极限与服役寿命方面发挥关键作用。然而，苛刻的服役环境要求其同时满足隔热性能、相稳定性、热膨胀匹配及抗腐蚀等多重性能指标，材料性能优化面临显著挑战；加之制备工艺复杂，缺乏高效的涂层微观结构调控手段。基于数据驱动的“材料4.0”研究范式融合大数据与数据挖掘技术，通过人工智能领域的机器学习方法，可从复杂数据中自动解析成分- 结构-工艺-性能的映射关系，为TBC与EBC的创新发展提供了全新路径。本文系统阐述了材料4.0的理论框架与典型机器学习算法，全面回顾了近年来该范式在热障涂层与环境障涂层领域的研究进展，同时指出当前存在材料数据短缺、机器学习模型可解释性差等挑战，并展望了基于机器学习方法研究的发展方向，以期推动人工智能技术在高温防护涂层领域更广泛深入的应用。

新材料 2026年05月07日 1 点赞 0 评论 31 浏览

冷喷涂技术

摘要：系统综述了冷喷涂技术的发展历程与基本原理，根据气体动力学的基本原理，利用一维可压缩气体模型，推导拉瓦尔喷枪冷喷涂过程中气体特征参数的关系式，用以指导冷喷涂喷枪的设计和喷涂工艺参数的制定。针对塑性变形材料和脆性材料的性能特点，总结了两种不同性质材料冷喷涂涂层结合机制。无论是塑性材料还是脆性材料，粉末粒度及喷涂过程中粉末颗粒速度均是影响冷喷涂涂层制备及涂层质量的两个关键参数。最后简要论述了冷喷涂技术的特点及其应用，并对该项技术今后的发展进行了展望。

新材料 2026年05月06日 1 点赞 0 评论 25 浏览