1. 可持续材料
材料使用和生产过程中产生的大量废弃物迫使各国政府起草各种环保法规。实际上，所有行业都面临着从材料生命周期角度重新安排内部流程的挑战。
建筑、汽车、包装和制造行业的公司正在整合可持续性材料，以降低碳足迹。这些努力的最终目的是减轻废物对地球造成的负担。可持续材料还为循环系统提供了推动力，使循环经济得以实施。
（1）MYNUSCo 生产生物复合材料
印度材料技术初创公司 MYNUSCo（www.mynusco.com） ，帮助汽车、物流、包装、酒店和消费品行业实现可持续发展目标。这家初创公司利用农业废弃物和可再生资源生产可生物降解和可回收的化合物。 
其产品有助于保护天然矿产和森林，同时还能确保现有生产工艺的可扩展性和适应性。
（2）Rematter 生产可持续楼板
Rematter （rematter.earth/product/）是一家生产可持续地板、楼板的瑞士初创企业。它们由实木横梁框架和夯土填充物构成，连接方式为干榫或螺钉连接。这样可以方便地拆卸和部件重复使用。 
这种楼板材料还具有较高的机械性能，如耐火性和更高的强度，而且碳排放量较低。Rematter 的楼板使建筑商能够建造可持续发展的建筑，并确保在使用寿命结束时有效回收材料。 
2. 反应灵敏的智能材料
为了满足某些工业应用案例的要求，目前正在开发的新型材料具有特定的应用特性。材料科学的进步使智能材料具备了可编程的特性，能够对外部因素的刺激做出行为或反应。
新兴初创公司设计的材料和产品具有多种特性，从热变色、电变色和光变色到压电、形状记忆、自愈和相变特性等。
（1）Memetis 提供高性能致动器
德国初创公司 Memetis（www.memetis.com/en/）利用形状记忆合金制造超紧凑微型致动器。这家初创公司在其材料中实现了记忆效应，这些材料还能承受极端变形，随后恢复到原来的形状。 
即使在狭小或密集的安装空间内，这种特性也能支持致动器的性能。Memetis 为消费电子、电信、光学技术、移动和工业 4.0 提供解决方案。
（2）Sorex Sensors 开发薄膜体声谐振器 (FBAR) 技术
Sorex Sensors （www.sorexsensors.com）是一家总部位于英国的初创公司，利用薄膜压电材料在硅晶片上开发高灵敏度微机电系统 (MEMS) 传感器，利用 FBAR 技术产生压电效应。 
压电效应使这家初创公司能够以毫微克为单位精确检测温度和质量变化。这样，低功耗的小型设备就能对外部刺激做出反应。该解决方案的一些用例包括薄膜计量以及气体和微粒监测。
3. 纳米技术
纳米技术的进步表明，纳米级材料的特性不同于大体积材料。纳米纤维、纳米管、同素异形体、量子点（QD）和其他纳米材料的大量涌现，几乎带来了无限的增值空间。
这些改进的特性包括在原子水平上保持工业产品的更高性能。通过利用纳米材料，现代公司确保了其竞争优势，特别是在电子、能源、移动和制造领域。
（1）Nanolumi 制造出纳米晶体
新加坡材料技术初创公司 Nanolumi （www.nanolumi.com）利用其可靠、安全的过氧化物纳米晶体克服电子显示屏 QD 技术的弱点。这家初创公司将无镉来源、宽光谱覆盖、更纯净的色彩表现和大批量生产的适宜性结合在一起。 
Nanolumi 的产品还可取代传统的光致发光纳米晶体和 QD，用于高端电子产品。
（2）BNNano 提供增强型氮化硼纳米管
总部位于美国的初创公司 BNNano（www.bnnano.com/products） 生产的氮化硼纳米管具有超疏水、高电绝缘性以及高热稳定性和机械稳定性等特性。这家初创公司以粉末、母合金、色母粒和定制混合物的形式提供纳米材料。
它可应用于航空航天、汽车、国防和纺织行业，以及辐射防护和热管理领域。 
4. 快速成型制造
新兴的快速成型制造设备致力于超越传统的热塑性塑料，并应用具有更大灵活性、定制性和功能性的材料，同时减少废物的产生。3D打印技术的进步反过来又促进了金属、合金、陶瓷、纤维及其化合物的升级。
此外，3D 打印技术还促进了全新耐用聚合物长丝的出现，这些长丝具有更好的导电性、熔融性和耐化学性等特性。
（1）MAT3D 提供复合聚合物材料
意大利初创公司 MAT3D（mat3d.it/research/） 正在开发用于增材制造的新型聚合物材料，这些材料具有更强的功能属性。该初创公司的材料可取代高性能塑料，用于金属3D打印。
其解决方案还包括各种树脂，具有更强的电气、磁性、抗菌和热机械性能，适用于工业市场。
（2）Chromatic 3D 材料公司生产 3D 打印聚氨酯
总部位于美国的初创公司 Chromatic 3D Materials （c3dmaterials.com）为 3D 打印生产出一套耐用的高性能聚氨酯弹性体，这种弹性体同时具有适应性和弹性。该初创公司可提供高度定制化和与添加剂的兼容性，同时还能确保最终产品的质量。
Chromatic 3D Materials 公司的产品主要面向汽车、制造业和消费品等市场。
5. 轻量化
从航空业到汽车业，各行各业都在寻找创新的方法来减轻多余的重量，从而提高燃油效率和操控性。这推动了对铝、镁和钛等材料以及高强度塑料和碳纤维的研究。
这些材料为各行各业提供了一种选择，可减少因部件较重而产生的环境和运营负担。此外，材料行业的轻量化创新还提供了与较重部件同等的安全性和可靠性。
（1）TxV Aero 推进航空复合材料制造
总部位于美国的初创公司 TxV Aero（www.txvaero.com） 为商业航空航天应用设计和设计定制层压材料和复合材料成品部件。这家初创公司利用先进的技术，制造出具有定制功能的轻质热塑性组件，包括层间取向、垫高、近净形状等。 
此外，TxV Aero 还致力于改装航空应用，以提高整体生产率。
（2）Fibratech公司制造复合材料汽车轮毂
波兰初创公司 Fibratech （fibra-tech.com）克服了铝在汽车领域的轻量化和性能限制。该公司为汽车开发了混合复合金属车轮，并加入了碳纤维。 
与广泛使用的锻造铝车轮相比，Fibratech 公司的材料能普遍减轻重量、提高刚度并实现个性化设计。
6. 材料信息学
如今，大公司采用数据驱动的方法来处理材料问题，并通过信息学原理、计算技术以及 ML 和人工智能加以强化。这使他们能够对材料数据进行细致的排列和建模。
除了优化从复杂的材料数据中可靠地获得科学见解的能力外，信息学还加快了研发（R&D）的时间表，节省了时间和人力。
（1）Kebotix 提供自驱动材料发现实验室
总部位于美国的初创公司 Kebotix（www.kebotix.com） 为材料研究开发了一种自助化实验室解决方案，以加速新材料的探索。这家初创公司利用大数据、基于人工智能的决策、专用机器人技术和便捷的界面，为科学家缩短研发周期。 
Kebotix 尤其关注解决可持续发展、公共卫生和有害工业物质方面的挑战。
（2）Matelligence 实现基于人工智能的材料筛选
加拿大初创公司 Matelligence（www.matelligence.com） 为材料科学专家提供用于材料发现的数据驱动工具。其解决方案包括计算技术和获得专利的人工智能算法，以减少所需的科学实验数量并加快筛选程序。 
Matellligence 的平台主要针对清洁能源、电子和制造业等领域。
7. 先进复合材料
工业应用数量的快速增长也导致了各种复合材料或混合材料的发展。为了提高性能、符合法规要求并降低成本，新兴初创企业在树脂、纤维、基材、基质和表面处理方面进行创新，以制造定制复合材料。
这些复合材料解决方案主要面向基础设施、能源、工业 4.0 和移动市场，提供先进的特定用户应用。
（1）AMP Industrial 为螺旋桨提供连续纤维复合材料
总部位于美国的初创公司 AMP Industrial（ampgroupintl.com） 为无人机系统（UAS）制造先进的复合材料。这家初创公司利用单向连续纤维增强热塑性塑料（CFR-TP）制造复合材料。它们具有高强度重量比和材料韧性，并支持高性能应用的定制材料设计。
（2）ARCEON 开发出耐高温复合材料 (HTRC)
荷兰初创公司 ARCEON（arceon.nl） 为卫星、火箭和发动机部件生产创新型耐高温复合材料。其产品可承受超过 1000 摄氏度的高温，保持较低的热膨胀系数，含有轻质材料，还能增强机械坚固性和耐用性。 
8. 石墨烯和二维材料
纳米技术的突破使材料科学公司能够为2D材料（或单层材料）开辟道路。2D材料具有固有的导热性和机械强度，可增强工业应用的能力。然而，除石墨烯外，大多数2D材料（如锗烯、硅烯、链烯和磷烯）仍处于开发阶段。
作为第一种成功商业化的2D材料，石墨烯提高了拉伸强度、片内强度、表面耐久性、电子迁移率、柔韧性和耐热性。使用石墨烯的行业包括电子显示器、超级电容器、汽车、建筑涂料和塑料制造。
（1）Ionic Industries 制造石墨烯材料
澳大利亚初创企业 Ionic Industries（ionicindustries.com.au） 希望在石墨烯研究和商业应用开发之间架起一座桥梁。这家初创公司拥有石墨烯和氧化石墨烯制造方面的专业知识和专利工艺。Ionic Industries 专门生产用于水处理和纳米过滤以及能源存储的石墨烯添加剂。 
（2）Carbon Waters 提供石墨烯分散体
法国初创公司 Carbon Waters（www.carbon-waters.com） 专注于液态石墨烯在不同市场的应用。这家初创公司的石墨烯分散体可为工业表面和机械装置提供阻隔涂层、润滑和防腐性能。 
此外，该解决方案还能改善电子和半导体的热管理，以及制造和消费设备的导电性能。
9. 表面工程
由于受到持续磨损、腐蚀、紫外线和其他有害因素的影响，工业表面需要使用耐久性更好的涂料。这对于保护汽车、工业、农业、海洋和制造业资产以及提高生产率至关重要。
此外，工程创新也为赋予表面疏水性和全疏水性、自洁性和平滑性提供了可能。新冠疫情事件爆发后，表面工程的工程师努力研究抗菌剂等，为工业和非工业场所提供更可靠的保护。
（1）SolCold 开发出反斯托克斯荧光技术
以色列初创公司 SolCold（www.solcold.co） 开发出一种基于纳米过滤器和活性冷却涂料的表面改性解决方案。该初创公司利用反斯托克斯荧光技术，将来自太阳的热量和辐射转化为低成本的冷却系统。 
这家初创公司的技术在太阳活动和热传递之间建立了一种反向关系。该解决方案适用于运输、建筑、农业和纺织行业。
（2）OPUS 材料公司提供定制材料技术
总部位于英国的初创公司 OPUS Materials（www.opusmaterialstechnologies.com） 为航空航天、移动、海洋和可再生能源行业设计创新的防污和自清洁涂层。该初创公司的解决方案可改善燃料消耗和气流、减少腐蚀并优化材料效率。
此外，OPUS Materials 还可通过设计创造涂层材料，并支持建立相应的供应链。
10. 材料管理 4.0
工业 4.0 正在推动材料管理、处理和加工领域的实践。从自主采矿、先进的自动化制造到机器人操作和云计算，材料领域正在迅速实现数字化和互联化。
因此，在开发新材料的同时，第四代工业技术也对其进行了工业改造。
（1）Current SCM 生产材料管理软件
Current SCM（currentscm.com） 是一家开发材料管理软件的加拿大初创公司。它允许企业创建虚拟仓库，轻松存储和跟踪物料，并利用实时库存数据。它还能让采购团队识别超额和不足情况，并根据当前需求拆分订单。 
此外，该软件还为企业提供了一个集中点，用于跟踪供应商信息、验证订单状态和材料接收情况。因此，这家初创公司的软件通过将材料分配、库存跟踪、材料发布和接收以及分组结合起来，实现了材料管理的集中化。这为建筑、能源和农业等行业节省了时间，提高了效率。
（2）Multiscale Technologies 实现人工智能驱动的材料创新
Multiscale Technologies（multiscale.tech） 是一家总部位于美国的初创公司，致力于推动人工智能驱动的材料创新。这家初创公司的平台结合了生成式人工智能和专有的反向材料设计知识系统。这样，它就能利用微小样品进行高通量测量。 
因此，该平台能够帮助材料制造商和研究人员缩短产品上市时间、最大限度地节约成本、加强质量控制和质量保证。这样，它就能加快材料设计和优化制造。
总结：
材料科学的快速发展进一步加速了相关的研究和实验，同时增强了材料的可持续性、轻量化、纳米分子和可编程特性。反过来，航空航天、汽车、制造、能源和包装等领域材料趋势的早期采用者也能从新兴创新中获益。考虑到新材料在工业、商业和家用产品中的广泛应用，材料创新值得鉴别。
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