盘点！全球材料行业未来10大趋势和创新！

赵敏 2021-04-22

工业4.0不断发展，能源、汽车、物流、制造、建筑及其它工业领域正在发生变革，这些变化带来对新材料的需求。新创企业现在正在开发可持续，智能、响应型材料以及对材料物理性能改善。小析姐总结了十大材料行业趋势对企业2020年及其后的影响。

材料行业的趋势包括： 可持续性，轻量化，3D打印和表面工程解决方案，智能材料的开发，纳米技术和具有增强特性的先进复合材料。 此外，人工智能（AI），机器学习（ML）和数据管理实践的广泛采用使科学家们能够更快地探索和开发新型材料，从而将新材料技术市场化时间从几十年缩短到了几年。

树状图：行业趋势对材料行业的影响

树状图描述了十大材料行业趋势对企业2020年及其后的影响。新创企业现在正在开发可持续，智能、响应型材料以及对材料物理性能改善。

例如，可生物降解的塑料，热适应性织物或柔性显示器。包括纳米材料和生物材料在内的新型配方为现有材料赋予了新的功能，同时扩大了创新范围。增材制造，先进复合材料和2D材料也促进了各种轻量化材料的发展。除了材料信息和管理，表面工程还影响到能源，汽车和建筑到生物技术，医疗保健和纺织等多个行业。

●2020年及2020年以后材料行业10大趋势●

1、可持续材料

使用和生产过程中产生的大量废物迫使政府起草各种法规。如果从材料全生命周期的角度重新审视其内部流程，几乎所有的企业都将面临挑战。

建筑，汽车，包装和制造行业的公司正在将可持续材料整合到自身的加工制造过程中，并将可再生能源纳入其流程。最终，这些努力旨在减轻地球上的废弃物。

可持续材料还为循环系统提供了动力，实施循环经济。

2、智能材料

为了迎合某些特定行业项目的需求，企业正在开发具有特定应用特性的新型材料。材料科学的进步使我们可以去创建具有可编程属性的智能材料，这些材料对自外部因素的刺激做出反应或者反馈动作。

涌现大量公司致力于设计具有多种特性的材料和产品，如热致变色，电致变色，光致变色，压电性，形状记忆，自我修复和相变属性以及其他特征。

3、纳米科技

纳米级材料的特性显而易见。不断丰富的纳米材料家族，如纳米纤维，纳米管，同素异形体，量子点（QD）和其他纳米结构为工业产品的性能增强带来无限可能。借助纳米颗粒的力量，同时期的公司可以确保自己独特的竞争优势，特别是在电子，能源，移动性和制造领域。

4、增材制造

新兴的增材制造技术正在奋力赶超传统的热塑性塑料，为材料的使用提供更大的灵活性，定制性和功能性和更少废料。3D打印技术的进步反过来又刺激了金属，合金，陶瓷，纤维及其化合物的升级。增材制造技术促进全新的且耐用的聚合物长丝的性能改善，如导电性，熔融性，紫外线（UV）和耐化学性等特性。

5、轻量化

从航空航天到汽车的各个行业，都在寻找创新的方法来减轻多余的重量，从而提供出色的燃油效率和操控性。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。这些材料减轻因其较重零件而引起的环境和运营负担。轻量化还提供了与同类产品相当的安全性和可靠性水平。

6、材料信息学

如今，大公司用数据驱动的方法来处理材料，信息学、计算技术以及机器学习和人工智能等原理技术更强化这种变化。这样材料数据可以被精心编排和模型化。此外，除了从复杂的材料数据中可靠的优选出科学见解的能力外，信息还加快了研发（R＆D）的时间表，节省了以前耗时且耗力的过程。

7、先进复合材料

工业应用的迅速增加也带动了多种复合或混合材料的发展。为了提高性能和符合法规，降低成本并结合客户的喜好，新创公司计划在树脂，纤维，基材，基体和饰面材料方面进行创新，以制造定制复合材料。这些解决方案提供了针对特定用户的高级应用产品，主要用于基础设施，能源，工业4.0和移动性市场。

8、石墨烯和2D材料

纳米技术的突破使材料科学公司能够为2D或单层材料布置路径。二维材料固有的导热性和机械强度，可为工业应用提供增强的功能。但是，除石墨烯之外，大多数2D材料（例如锗烯，硅烯，锡烯和磷烯）仍在开发中。作为首个实现商业化的2D材料，石墨烯可在众多商业化市场中提高拉伸强度，片内强度，表面耐久性，电子迁移率，柔韧性和耐热性。这些领域涵盖电子显示器，超级电容器，汽车，建筑涂料和塑料制造。

9、表面工程

暴露于持续的磨损，腐蚀，紫外线和其他有害因素的环境下，工业表面需要具有更好耐久性的涂料。这对于保护汽车，工业，农业，船舶和制造资产以及提高生产率至关重要。此外，工程创新还为赋予表面疏水性和全疏水性，自清洁和平滑性提供了可能性。在COVID-19疫情爆发后，表面工程师致力于掌握抗菌剂，以在工业和非工业场所提供更可靠的保护。

10、材料管理4.0

工业4.0正在改变制造价值链的面貌，促使其在物料管理，处理和加工中实践的实施。跨越自动采矿和先进的自动化制造，再到机器人操纵和云计算，材料领域正在迅速数字化和互联网化。结果，新材料的开发与第四代工业技术的工业适应性发展同时进行。

责任编辑：展源

审　　核：何发

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