신소재는 어떻게 정의되고 분류되나요?? 먼저 신소재의 정의를 살펴보겠습니다.:
신소재란 기존 소재가 갖지 못한 우수한 물성 및 특수한 기능을 가지고 있거나 이미 개발 중인 소재를 말합니다.. 신소재와 전통소재 사이에는 명확한 경계가 없습니다.. 전통소재를 바탕으로 신소재를 개발합니다.. 기존 소재는 조성 개선을 통해 신소재로 개발 가능, 구조, 재료 성능을 개선하거나 새로운 특성을 갖기 위한 설계 및 공정.
신소재의 정의 및 분류
하이테크의 기초이자 선구자로서, 신소재는 응용 범위가 매우 넓습니다.. 정보기술과 생명공학이 함께하는, 21세기 가장 중요하고 유망한 분야가 되었습니다.. 전통적인 재료와 마찬가지로, 신소재는 구조적 구성 등 다양한 관점에서 분류될 수 있습니다., 기능 및 응용 분야. 서로 다른 분류가 서로 얽혀 중첩되어 있음. 현재, 신소재는 일반적으로 응용 분야와 현재 연구 핫스팟에 따라 다음과 같은 주요 분야로 구분됩니다.:
전자정보자료, 신에너지 소재, 나노재료, 고급 복합 재료, 고급 세라믹 소재, 생태환경재료, 새로운 기능성 소재 (고온 초전도 물질을 포함한, 자성 재료, 다이아몬드 필름, 기능성 고분자 재료, 등.), 생체의학 재료, 고성능 구조재료, 지능형 재료, 신축건축 및 화학신소재, 등.
전자정보자료란 마이크로전자공학 분야에 사용되는 자료를 말한다., 광전자공학 기술 및 신부품 기초제품, 주로 단결정 실리콘으로 대표되는 반도체 마이크로 전자재료를 포함; 레이저 결정으로 대표되는 광전자재료; 유전체 세라믹과 감열성 세라믹으로 대표되는 전자 세라믹 재료; 네오디뮴 철 붕소로 대표되는 자성 재료 (NdFeB) 영구 자석 재료; 광섬유 통신재료; 자기저장장치와 광디스크저장장치를 중심으로 한 데이터 저장재료; 압전 결정체 및 박막 재료; 수소저장재료, 리튬이온 내장재료로 대표되는 친환경 배터리 소재, 등. 통신 등 현대 정보산업의 발전을 뒷받침하는 기초소재 및 제품입니다., 컴퓨터, 정보 기기 및 네트워크 기술.
전자정보소재의 전반적인 발전 추세는 대형화로 향하고 있습니다., 높은 균일성, 높은 무결성, 얇은 필름도 그렇고, 다기능 및 통합. 현재 연구 핫스팟과 기술 최전선에는 플렉서블 트랜지스터와 같은 와이드 밴드갭 반도체 소재로 대표되는 3세대 반도체 소재가 포함됩니다., 광결정, 광결정, SiC, GaN, ZnSe, 유기 디스플레이 소재, 및 다양한 나노전자재료.
신에너지 및 재생에너지 청정에너지 기술은 21세기 세계경제 발전에 있어서 가장 결정적인 5대 기술분야 중 하나이다.. 신에너지에는 태양에너지 등 1차에너지도 포함, 바이오매스 에너지, 원자력, 풍력 에너지, 지열 에너지, 해양 에너지, 2차 동력원의 수소에너지. 신에너지소재란 신에너지의 전환과 활용, 신에너지 기술 개발을 실현하는데 사용되는 핵심소재를 말한다.. 주로 수소저장전극 합금 소재로 대표되는 니켈-수소 배터리 소재가 포함됩니다., 리튬탄소 음극과 LiCoO2 양극으로 대표되는 리튬이온전지 소재, 연료전지재료, Si 반도체 소재로 대표되는 태양전지 소재, 우라늄으로 대표되는 원자로 원자력 에너지 소재, 중수소, 삼중수소.
현재 연구 핫스팟과 기술 개척에는 고에너지 수소 저장 물질이 포함됩니다., 폴리머 배터리 재료, 중온 고체산화물 연료전지 전해질 소재, 및 다결정박막 태양전지 소재.
나노물질은 0차원을 뜻하는 일반적인 용어입니다., 1차원적인, 2차원, 100nm 이하의 초미립자로 구성된 작은 크기 효과를 지닌 3차원 소재 및 (0.1-100nm). 나노물질의 개념은 1980년대 중반에 형성되었다.. 나노물질은 독특한 광학적 특성을 나타내기 때문에, 전기 같은, 자기, 열의, 기계적인, 및 기계적 성질, 나노기술은 다양한 소재분야로 빠르게 침투하여 현재 세계 과학연구의 화두가 되고 있습니다.. 신체적 형태에 따라, 나노물질은 크게 5가지로 분류됩니다.: 나노분말, 나노섬유, 나노필름, 나노블록, 및 나노상 분리 액체. 현재 산업화되고 있는 나노물질은 탄산칼슘 등 나노분말 소재가 주를 이루고 있지만, 화이트 카본 블랙, 그리고 산화아연, 다른 것들은 기본적으로 아직 실험실의 기본 연구 단계에 있습니다., 대규모 적용이 가능할 것으로 예상됨 5-10 몇 년 후, 나노물질로 대표되는 나노기술이 21세기 경제사회 발전에 지대한 영향을 미칠 것이라는 점에는 의심의 여지가 없습니다..
현재 연구 핫스팟과 기술 개척지에는 다음이 포함됩니다.: 탄소나노튜브로 대표되는 나노조립재료; 나노세라믹, 나노복합체 등 고성능 나노구조 소재; 나노코팅 소재 설계 및 합성; 단일전자 트랜지스터 등 나노전자소자 개발, 나노레이저와 나노스위치, 및 C60 초고밀도 정보저장 소재.
복합재료는 물리적, 화학적 결합을 통해 서로 다른 성질을 갖는 2종 이상의 재료로 구성된 2종 이상의 상구조를 갖는 재료이다.. 이러한 유형의 재료는 구성에 포함된 어떤 단일 재료보다 성능이 더 좋을 뿐만 아니라, 뿐만 아니라 구성 요소만으로는 가지지 못하는 고유한 특성도 가지고 있습니다..
복합재료는 용도에 따라 두 가지로 분류된다.: 구조용 복합재료 및 기능성 복합재료. 구조용 복합재료는 주로 내력구조용 재료로 사용됩니다.. 하중을 견딜 수 있는 보강 부품으로 구성됩니다. (유리와 같은, 도예, 탄소, 폴리머, 궤조, 천연섬유, 직물, 구레나룻, 시트와 입자, 등.) 보강재를 연결하여 전체 재료를 형성하고 힘을 전달할 수 있는 매트릭스 구성 요소 (수지와 같은, 금속, 도예, 유리, 탄소와 시멘트, 등.). 구조 재료는 일반적으로 폴리머 기반 복합재로 구분됩니다., 금속 기반 복합재, 세라믹 기반 복합재, 다양한 매트릭스에 따른 탄소 기반 복합재 및 시멘트 기반 복합재. 기능성 소재는 다른 물리적 기능을 제공하는 복합 소재를 말합니다., 화학적인, 기계적 특성 외에 생물학적 특성 및 기타 특성. 복합재료의 종류는 다양하다, 압전을 포함하여, 전도성, 레이더 스텔스, 영구 자석, 광변색성의, 흡음, 난연제, 생체 자기 흡수, 등., 폭넓은 발전 전망을 갖고 있는. 미래에, 기능성 복합재료의 비중이 구조용 복합재료의 비중을 넘어 복합재료 개발의 주류가 될 것이다.. 향후 복합재료 연구 방향은 나노복합체를 중심으로 진행될 예정이다., 생체공학 복합재료, 그리고 다기능의 개발, 스마트하고 지능적인 복합재료.
친환경 소재는 생태 및 환경 보호의 중요한 전략적 중요성에 대한 인류의 인식과 세계 각국이 지속 가능한 발전의 길을 가고 있다는 사실의 맥락에서 제안되었습니다.. 이는 국내외 재료과학 및 공학 연구 발전에 있어 피할 수 없는 추세입니다.. 일반적으로 친환경 소재는 만족할 만한 성능을 갖고 있으며, 환경 조화가 뛰어난 소재라고 여겨집니다..
이러한 유형의 재료의 특징은 자원과 에너지를 덜 소비한다는 것입니다., 생태와 환경에 대한 오염이 거의 없습니다, 재활용률이 높다, 소재 제조부터 전과정에 걸쳐 생태환경과 조화를 이룹니다., 사용, 재활용 및 재활용에 대한 폐기. 주로 포함: 환경 친화적인 재료, 순수한 천연 소재와 같은 (목재, 결석, 등.), 생체모방 재료 (인공 뼈, 인공 장기, 등.), 녹색 포장 재료 (녹색 포장 봉투, 포장용기), 생태 건축 자재 (무독성 장식 재료, 등.); 환경적으로 분해되는 물질 (생분해성 플라스틱, 등.); 환경 공학 재료, 환경복원재료 등, 환경정화물질 (분자체, 이온 체 재료), 환경 대체 재료 (인이 없는 세탁세제 첨가제), 등.
친환경 소재의 연구 핫스팟과 개발 방향에는 재활용 폴리머 디자인이 포함됩니다. (플라스틱), 물질적 환경 조정 평가의 이론적 체계, 그리고 새로운 프로세스, 소재의 환경 부하를 줄이기 위한 새로운 기술과 새로운 방법.
바이오메디컬소재는 진단에 사용되는 새로운 형태의 첨단 소재입니다., 인간의 조직 및 기관을 치료 또는 대체하거나 기능을 향상시킵니다.. 이는 재료 과학 및 기술 분야에서 새롭고 발전하는 분야입니다.. 기술적 내용과 경제적 가치가 높을 뿐만 아니라, 뿐만 아니라 환자의 생명과 건강과도 밀접한 관련이 있습니다.. 과거에 10 연령, 생물의학 소재 및 제품 시장은 약 20%.
생의학 재료
생체의료재료는 의료용 금속재료로 구분됩니다., 의료용 고분자 재료, 소재 구성 및 특성에 따른 바이오세라믹 소재 및 바이오의학 복합소재. 궤조, 도예, 고분자 및 그 복합재료는 가장 널리 사용되는 생체의학 재료이다.. 신청서에 따르면, 생의학 재료는 분해성 재료와 흡수성 재료로 나눌 수 있습니다, 조직 공학 재료 및 인공 장기, 제어 방출 물질, 생체공학 지능형 재료, 등.
바이오의료소재의 연구개발 방향은 주로:
1980년대 중반, 사람들은 스마트 소재라는 개념을 제안했습니다. (스마트 재료 또는 지능형 재료 시스템): 스마트 소재는 생명 시스템을 모방합니다., 환경 변화를 감지하고 하나 이상의 자체 성능 매개변수를 실시간으로 변경할 수 있습니다., 원하는 복합재료나 변화된 환경에 적응할 수 있는 복합재료를 만들고.
스마트 소재는 소재와 구조가 통합된 복합 소재 시스템입니다., 지능형 처리, 실행 시스템, 제어 시스템 및 센서 시스템. 디자인과 합성은 거의 모든 첨단 기술 분야에 걸쳐 있습니다.. 스마트 소재를 구성하는 기본 소재 구성 요소에는 압전 소재가 포함됩니다., 형상기억재료, 광섬유, 전기-(마그네토-)유변학적 유체, 자기 변형 재료 및 스마트 폴리머 재료.
스마트 소재의 출현은 인류 문명을 새로운 차원으로 끌어올릴 것이다, 하지만 아직 실전 단계와는 거리가 좀 있다..
향후 연구 초점은 다음과 같은 6가지 측면을 포함합니다.:
구조재료란 기계적 성질을 주요 특징으로 하는 공학재료를 말한다.. 국민경제에서 가장 널리 사용되는 자재이다.. 생활용품부터, 건물부터 자동차까지, 비행기, 위성과 로켓, 그들은 모두 자신의 모양을 얻습니다, 어떤 형태의 구조적 틀을 통한 크기와 강도. 강철, 비철금속 등 전통적인 재료가 이 범주에 속합니다.. 고성능 구조재료는 일반적으로 강도 등 기계적 성질이 더 높은 구조재료를 말합니다., 경도, 가소성과 인성, 특별한 환경 요구 사항에 적응. 여기에는 새로운 금속 재료가 포함됩니다., 고성능 구조용 세라믹 소재 및 폴리머 소재.
현재 연구 핫스팟은 다음과 같습니다.: 고온 합금, 새로운 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금, 고온 구조용 세라믹 재료 및 폴리머 합금.
기능성 소재란 전기와 같은 특별한 성질을 나타내는 소재를 말합니다., 자기, 빛, 기계적 특성 외에 생물학 및 화학. 정보 외에도, 에너지, 나노, 앞서 소개한 생의학 및 기타 소재, 새로운 기능성 소재에는 주로 고온 초전도 소재가 포함됩니다., 자성 재료, 다이아몬드 필름, 기능성 고분자 재료, 등.
현재 연구 핫스팟은 다음과 같습니다.: 나노 기능성 소재, 나노 결정질 희토류 영구 자석 및 희토류 수소 저장 합금 소재, 벌크 비정질 재료, 고온초전도재료, 자기 형상 기억 합금 소재, 자성 폴리머 재료, 다이아몬드 필름 준비 기술, 등.
화학신소재는 화학산업 분야에서 사용되는 기초원료입니다., 석유, 등., 주로 유기 불소 물질을 포함, 유기 실리콘 재료, 고성능 섬유, 나노화학재료, 무기 기능성 소재, 등. 나노화학 소재와 특수 화학 코팅은 최근 몇 년간 연구의 중심지였습니다..
첨단세라믹소재란 고순도를 정제하여 만든 우수한 성능의 제품을 말합니다., 초미세 무기화합물을 원료로 하는 첨단 제조공정 기술. 제품 성능에 대한 엔지니어링 기술 요구 사항에 따라, 제조된 제품은 압전 특성을 가질 수 있습니다., 강유전체, 전도성, 반도체, 자기, 등. 또는 고강도와 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다., 높은 인성, 높은 경도, 내마모성, 내식성, 고온 저항, 높은 열전도율, 절연성 또는 우수한 생체 적합성.
고급 세라믹 소재
고급 세라믹 재료는 일반적으로 세 가지 범주로 나뉩니다.: 구조용 도자기, 세라믹 기반 복합재료 및 기능성 세라믹. 대부분의 기능성 세라믹은 전자 산업에서 널리 사용되며 일반적으로 전자 세라믹 재료라고도 합니다.. 세라믹 단열재 등, 세라믹 기판 재료, 칩 제조에 사용되는 세라믹 포장재, 및 커패시터 세라믹, 압전 세라믹, 전자 장치 제조에 사용되는 페라이트 자성 재료.
현재 연구 핫스팟에는 세라믹 재료의 강화 및 강화 기술이 포함됩니다., 나노세라믹 소재의 제조 및 합성 기술, 첨단 구조용 세라믹 재료 시스템 설계, 전자 세라믹 소재의 높은 균일성과 초미세화 기술.
새로운 건축 자재에는 주로 새로운 벽 재료가 포함됩니다., 화학 건축 자재, 새로운 단열재, 건축 장식 재료, 등. 그 중, 화학 건축 자재에는 건축 플라스틱이 포함됩니다., 건물 코팅, 건물 방수, 씰링 재료, 단열재, 방음 재료, 특수 도자기, 건축용 접착제, 등., 이는 우리나라가 '15차 5개년 계획'에서 중점적으로 개발할 새로운 건축자재입니다..
새로운 재료 정의: 신소재란 기존 소재가 갖지 못한 우수한 물성 및 특수한 기능을 가지고 있거나 이미 개발 중인 소재를 말합니다.. 신소재와 전통소재 사이에는 명확한 경계가 없습니다.. 전통소재를 바탕으로 신소재를 개발합니다.. 기존 소재는 조성 개선을 통해 신소재로 개발 가능, 구조, 재료 성능을 개선하거나 새로운 특성을 갖기 위한 설계 및 공정.
신소재는 구조적 구성에 따라 4가지로 분류됩니다., 금속재료를 포함한, 무기 비금속 재료, 유기 고분자 재료, 첨단 복합재료. 재료 성능에 따라, 구조재와 기능성 소재가 있는데. 신소재의 용도와 특성에 따라, “중국 신소재 제품 및 기술 지도 목록”은 신소재 제품을 10개 이상의 특정 기술 분야로 분류합니다., 새로운 금속 소재를 포함한, 새로운 건축 자재, 새로운 화학 재료, 전자정보자료, 생체의학 재료, 신에너지 소재, 나노 및 분말 소재, 새로운 복합 재료, 희토류 신소재, 고성능 세라믹 소재, 새로운 탄소 소재, 신소재 준비 기술 및 장비.
1 전자정보자료
2 에너지 절약형 신소재
3 나노재료
4 고급 복합 재료
유리 섬유, 아라미드, 탄화규소, 석묵, 붕소 섬유, 강철 섬유, 구레나룻, 합성 내마모성 재료, 수지 기반, 금속 기반, 세라믹 기반 복합재료, 탄소/탄소복합재료, 카바이드 블레이드 , 마찰재, 복합 재료
5 고급 금속 소재
6 새로운 화학물질
유기 실리콘, 유기불소, 엔지니어링 플라스틱 및 플라스틱 합금, 특수고무, 특수섬유, 특수코팅, 냉각제, 정밀화학 제품
7 고급 세라믹 소재
기능성 세라믹 (마이크로파, 세라믹 유전체 전자 부품 , 압전, 예민한, 투명한) 구조용 도자기 (벌집, 내마모성, 고온, 높은 인성, 코팅, 세라믹 기반 복합재)
8 희토류 재료
고순도 희토류, 첨가제, 촉매, 영구 자석, 발광, 수소 저장
9 자성재료
연자성 재료, 영구 자석, 자기 기록 재료, 자기 장치
10 탄소재료
활성탄, 카본 블랙, 다이아몬드, 석묵, 탄소섬유
11 멤브레인 재료
멤브레인 필터 (유기막, 무기막), 기능성 필름 (광학, 단열)
12 초전도 재료
실용적인 초전도 선재 제조 및 응용기술, 블록, 그리고 영화.
13 생체의료재료
임플란트, 인공 조직, 혈액 여과, 봉합사
14 생태 및 환경 재료
환경공학재료, 녹색 포장, 분해성 물질, 환경 대체 재료
15 새로운 건축 자재
단열재, 고강도 시멘트, 녹색 생태 건축 자재
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