【功能材料是什么】功能材料是什么 功能材料怎么分類

功能材料是什么

功能材料是指通過光(guang)、電、磁、熱、化學、生化等(deng)作用后(hou)具有(you)特定功能(neng)(neng)的材(cai)料(liao)(liao)。在國外，常將這類(lei)材(cai)料(liao)(liao)稱為功能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)（Functional Materials）、特種材(cai)料(liao)(liao)（Speciality Materials）或(huo)精細(xi)材(cai)料(liao)(liao)（Fine Materials）。功能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)涉及面(mian)廣(guang)，具體包括光(guang)、電功能(neng)(neng)，磁功能(neng)(neng)，分離功能(neng)(neng)，形(xing)狀記憶(yi)功能(neng)(neng)等(deng)等(deng)。這類(lei)材(cai)料(liao)(liao)相(xiang)對于通常的結構材(cai)料(liao)(liao)而言(yan)，一(yi)般除(chu)了(le)具有(you)機械特性(xing)外，還具有(you)其(qi)他(ta)的功能(neng)(neng)特性(xing)（《現代功能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)及其(qi)應用》）。

功(gong)(gong)(gong)能(neng)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)根據(ju)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)特性特征和(he)用途，可以(yi)將(jiang)功(gong)(gong)(gong)能(neng)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)定(ding)義為：具有優良(liang)的(de)(de)(de)電學(xue)、磁學(xue)、光學(xue)、熱學(xue)、聲學(xue)、力學(xue)、化學(xue)、生物學(xue)功(gong)(gong)(gong)能(neng)及其相互轉化的(de)(de)(de)功(gong)(gong)(gong)能(neng)，被用于非結構目的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)高技術材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)（《新(xin)型(xing)功(gong)(gong)(gong)能(neng)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)》）

功能材料怎么分類

功能材料種類繁(fan)多，涉及面廣，迄今(jin)還沒有(you)一個(ge)公認的分類方法。目前主要是根據材料(liao)的物(wu)質性(xing)，或功能性(xing)、應(ying)用型進行分類。

（1）根據(ju)材料的物(wu)質性進行分(fen)類

①金屬功能材料

②無機(ji)非金(jin)屬功能材料

③有機功能材料

④復合功能材料

（2）根據材料的功能性進行分類

按照材料(liao)的物理化學功(gong)能進(jin)行(xing)分類(lei)，例如(ru)，按材料(liao)的主(zhu)要使用(yong)性能大(da)致可分為9大(da)類(lei)型(xing)：

①電學功能材料

②磁學功能材料

③光學功能材料

④聲學功能材料

⑤力學功能材料

⑥熱學功能材料

⑦化學功能材料

⑧生物(wu)醫學功能材(cai)料(liao)

⑨核功能材料

（3）根據(ju)材(cai)料的應(ying)用性進(jin)行(xing)分類

按照功能(neng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)應用(yong)的技術領(ling)域進行分類，主要可分為(wei)信息材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、電(dian)子材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、電(dian)工材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、電(dian)訊材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、計算機材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、傳(chuan)感材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、儀器儀表材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、能(neng)源(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、航(hang)空(kong)航(hang)天材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、生物醫用(yong)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)。

典型功能材料

超導材料

以NbTi、Nb3Sn為代表(biao)的(de)(de)實用(yong)(yong)超(chao)(chao)導材料已實現了(le)商品化，在(zai)核磁共振人體成像（NMRI）、超(chao)(chao)導磁體及大(da)型加速(su)器磁體等多(duo)個領域(yu)獲得了(le)應用(yong)(yong)；SQUID作(zuo)為超(chao)(chao)導體弱(ruo)電(dian)應用(yong)(yong)的(de)(de)典范已在(zai)微弱(ruo)電(dian)磁信號測量(liang)方(fang)面起到了(le)重要作(zuo)用(yong)(yong)，其(qi)靈敏度(du)是其(qi)它任(ren)何非(fei)超(chao)(chao)導的(de)(de)裝置無法達到的(de)(de)。但是，由于常規低溫超(chao)(chao)導體的(de)(de)臨界溫度(du)太低，必(bi)須(xu)在(zai)昂貴復雜的(de)(de)液氦(4.2K)系統中使用(yong)(yong)，因而嚴重地限制了(le)低溫超(chao)(chao)導應用(yong)(yong)的(de)(de)發展。

醫用材料

作為高(gao)(gao)技術重(zhong)要組成(cheng)部(bu)分(fen)的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)醫用(yong)(yong)(yong)材料(liao)已進入(ru)一(yi)個(ge)快速發展的(de)(de)新階(jie)段，其(qi)市場銷售額正以每(mei)年16%的(de)(de)速度遞(di)增，預(yu)計(ji)20年內，生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)醫用(yong)(yong)(yong)材料(liao)所占的(de)(de)份(fen)額將趕上藥物(wu)(wu)(wu)市場，成(cheng)為一(yi)個(ge)支柱產(chan)業。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性陶(tao)瓷(ci)已成(cheng)為醫用(yong)(yong)(yong)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)主(zhu)要方向(xiang)；生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)高(gao)(gao)分(fen)子(zi)材料(liao)是醫用(yong)(yong)(yong)高(gao)(gao)分(fen)子(zi)材料(liao)的(de)(de)重(zhong)要方向(xiang)；醫用(yong)(yong)(yong)復(fu)合(he)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)材料(liao)的(de)(de)研究(jiu)重(zhong)點(dian)是強(qiang)韌化生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)復(fu)合(he)材料(liao)和功(gong)能性生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)復(fu)合(he)材料(liao)，帶(dai)有治療(liao)功(gong)能的(de)(de)HA生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)復(fu)合(he)材料(liao)的(de)(de)研究(jiu)也十分(fen)活躍。

能源材料

太陽能電池材料是新能源材料(liao)研(yan)究開發的(de)熱點(dian)，IBM公(gong)司研(yan)制的(de)多層復合(he)太陽能電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池，轉換(huan)(huan)率高達40%。美國能源部在全部氫能研(yan)究經費中(zhong)，大約有(you)50%用(yong)于儲氫技術(shu)。固(gu)體氧(yang)化物燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)研(yan)究十分活躍，關鍵(jian)是電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池材料(liao)，如固(gu)體電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質薄(bo)膜和電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池陰極材料(liao)，還有(you)質子交換(huan)(huan)膜型燃(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池用(yong)的(de)有(you)機質子交換(huan)(huan)膜等(deng)，都是研(yan)究的(de)熱點(dian)。

生態環境

生(sheng)(sheng)態(tai)環境材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)是20世紀90年(nian)代(dai)在(zai)國際高技術(shu)(shu)新(xin)(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)研究中形成(cheng)的(de)一個新(xin)(xin)領域，其研究開發在(zai)日、美、德等(deng)發達國家十分(fen)活躍，主要(yao)研究方向是：①直接面臨的(de)與(yu)環境問(wen)題相(xiang)關的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)技術(shu)(shu)，例如(ru)，生(sheng)(sheng)物(wu)可降(jiang)解材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)技術(shu)(shu)，CO 2氣體的(de)固化(hua)技術(shu)(shu)，SOx、NOx催化(hua)轉(zhuan)化(hua)技術(shu)(shu)、廢物(wu)的(de)再(zai)資源化(hua)技術(shu)(shu)，環境污染修復技術(shu)(shu)，材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)制備加工中的(de)潔(jie)凈技術(shu)(shu)以(yi)及節省(sheng)資源、節省(sheng)能(neng)源的(de)技術(shu)(shu)；②開發能(neng)使(shi)經(jing)濟可持續發展的(de)環境協調性材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)，如(ru)仿(fang)生(sheng)(sheng)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、環境保(bao)護材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、氟里昂(ang)、石(shi)棉等(deng)有(you)害物(wu)質的(de)替代(dai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、綠色(se)新(xin)(xin)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)等(deng)；③材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)環境協調性評價。