1. 先进有机材料1.1. 先进有机材料正朝着高性能化和多功能化方向发展1.2. 借助于纳米技术、分子设计等手段新型有机材料在强度、导电性、生物相容性等方面不断提升以满足各国在电子、医疗、新能源等高科技领域的需求1.3. 俄罗斯利用橡胶开发核潜艇水声涂层1.3.1. 对核潜艇水声涂层进行了严格的测试流程重点检验了将板材与核潜艇外壳相连接的黏合剂的牢固程度1.3.2. 黏合剂能够承受超过4.5千牛的拉力其强度表现极为出色1.4. 美国开发出自适应柔韧性的塑料材料1.4.1. 由热塑性弹性体TPE的聚合物组成可以设计和制造可调节刚度的柔性3D打印结构1.4.2. 厚度为57纳米嵌入弹性聚合物基质中1.4.3. 创造出一种具有局部刚性同时保持柔软弹性的材料1.5. 美国测试高性能热塑性塑料在月球表面的性能和耐久性1.5.1. 第一次实验将测试由富含钨的Antero 800NA FDM丝料制成的样品部件性能1.5.2. 第二次实验将测试Antero 840CN03FDM灯丝和ESD光敏聚合物的性能包括对月尘、低压和极端温差的反应1.6. 日本利用细菌菌株生产可生物降解的绿色塑料1.6.1. 通过操控基因组设计出一种细菌菌株可大量生产性能优异的生物基聚合物材料有望生产出可生物降解的绿色塑料1.6.2. 该生物塑料高度透明且具有柔韧性比纯的聚乳酸具有更好的成型性和抗冲击性且在海水中一周内就能生物降解1.6.3. 该材料满足物理坚固性和生物可降解性这两个相互矛盾的需求有望成为环保可持续的生物塑料1.7. 美国开发机器学习算法加速开发可生物降解塑料替代品1.7.1. 开发出一套基于机器学习神经网络算法、分子尺度模拟和自动化技术的工作流程1.7.2. 可在短时间内测试数百种材料实现全天然复合材料多性能高效调控加速开发和优化可生物降解塑料替代品提高新材料的预测能力和优化精度1.7.3. 开创了新材料的开发新范式为环保材料的研究和应用开辟了新的道路1.8. 美国开发橡胶人工肌肉驱动器1.8.1. 开发出低成本、柔软的人工肌肉驱动器1.8.2. 驱动器可以模仿人类肌肉提供更安全、灵活的机器人解决方案1.8.3. 这项创新为生物灵感机器人在以人为中心的环境中应用开辟了新可能同时降低成本并提高安全性1.9. 中国开发新型高性能聚合物热电材料1.9.1. 材料相较普通聚合物薄膜大幅提升材料热电性能为高性能塑料基热电材料研究提供了全新思路1.9.2. 打破了现有高性能聚合物热电材料不依赖热输运调控的认知局限为塑料基热电材料领域的持续发展提供了新路径1.10. 韩国利用大肠杆菌制造热稳定性塑料1.10.1. 利用大肠杆菌制造出具有热稳定性和硬度的塑料其性质类似于聚对苯二甲酸乙二醇酯PET和聚苯乙烯1.10.2. 该材料是首次通过微生物生产完全由具有芳香族侧链的单体组成的聚合物能够生物降解可用于药物输送等生物医学应用2. 先进无机非金属材料2.1. 先进无机非金属材料的发展则侧重于提升材料的功能性和扩大应用范围2.2. 包括先进陶瓷、玻璃、水泥等它们在电子信息、新能源、环保等领域有着广泛的应用2.3. 通过材料科学和工艺技术的创新无机非金属材料的强度、耐磨性、耐高温性等性能得到了显著提升为各行各业的发展提供了重要的材料支撑2.4. 特种玻璃及石英制品2.4.1. 德国弗劳恩霍夫应用光学与精密工程研究所和美国新墨西哥大学的联合研究团队首次通过激光制冷方式成功地将石英玻璃从室温冷却到67开尔文2.4.1.1. 首次证明了掺镱Yb石英玻璃可以通过激光冷却此次他们优化了掺杂材料的制备工艺超越先前的冷却限值2.4.1.2. 有助于未来开发出极稳定的激光器和低噪声放大器用于精密测量或量子实验2.4.2. 德国首次以工业规模在熔炉中使用100%氢气生产高质量光学玻璃2.4.2.1. 使用氢气完全替代了天然气展现了其在保持玻璃高质量的同时实现能源转型的潜力2.4.3. 瑞典开发出一种先进的技术能够在光纤尖端直接3D打印硅酸盐玻璃传感器2.4.3.1. 新传感器在测量有机溶剂浓度方面的性能超越传统塑料传感器且尺寸极小可以在一粒沙子大小的表面积上放置超过1000个2.4.3.2. 为量子通信等领域的发展提供了新的可能性2.4.3.3. 有望推动微流体装置、MEMS加速度计和光纤集成量子发射器等领域的技术进步并在制药、化学、环境监测和医疗保健等行业带来深远影响2.4.4. 瑞士设计了一种新型的太阳能吸收装置并在实验室中完成了概念验证该装置可直接产生1050摄氏度高温而当前的聚光太阳能技术仅能达到约600摄氏度2.4.4.1. 能够显著提高太阳能吸收效率不仅可以用于太阳能热发电还可大规模促进能源密集型行业脱碳但这还需进一步的技术和经济性分析并进行大规模验证2.4.5. “玻璃凝胶”的新材料2.4.5.1. 结合了玻璃聚合物的强度和凝胶的延展性2.4.5.2. 通过在玻璃聚合物中添加离子液体溶剂制成具有机械强度高、延展性强的特点可以伸展到原长的5倍并具有优良的黏附性和导电性。潜在应用包括电池、黏合剂和软体机器人2.4.6. 中国开发出全色光纤发光二极管Fi-LED​以钙钛矿量子线PeQW作为发光材料2.4.6.1. 具有良好的柔韧性和可延展性适用于纺织照明应用2.4.6.2. 代表了Fi-LED领域的重大进步未来的发展方向包括提高效率和稳定性、探索新的发光颜色并将这些设备集成到商业纺织产品中2.4.7. 日本采用39芯多芯光纤其中38芯支持三模传播1芯支持单模传播其中一个三模芯用于数据传输单模芯用于分配光频率总传输容量可达336太比特/秒Tb/s​是目前最先进的商用光转发器模块数据速率1.6太比特/秒的200倍2.4.8. “先进超级绝缘玻璃跨越发展GLASING​”项目拨款1800万美元以提高建筑能效2.4.8.1. 将开发新一代的绝缘玻璃单元IGU​用于下一代窗户2.4.8.2. GLASING项目资助的研究将通过利用材料、制造设计和可靠性的进展探索多种技术以提高IGU的热阻性能2.4.9. 空芯光纤是一种利用空气或真空作为光信号传播介质的光纤技术2.4.9.1. 采用四单元截断型双层嵌套结构具备国际领先的0.1分贝/千米超低损耗和2.6万倍高阶模抑制比2.4.9.2. 首次完成160波×800吉传输系统技术试验2.4.9.3. 首次完成SCL超宽谱同波长单纤双向377.6太比特/秒百千米传输将现有单纤容量纪录提升超1.5倍2.4.9.4. 空芯光纤在迈向下一代太比特级传输时具备突破实芯光纤传输性能瓶颈的潜力将成为下一代光网络的基础核心技术选项有望重塑下一个五十年的光通信技术与产业全球发展格局2.5. 先进陶瓷制品2.5.1. 建成全球首个千兆级固态锂陶瓷电池工厂2.5.1.1. 该工厂的产出效率将是原有工厂的2.6倍装配速度提高一倍且电池制造成本与主流电池制造成本相当2.5.1.2. 新型固态电池将高硅含量的阳极材料与固态电解质结合显著提升了电池能量密度和续航能力2.5.2. 提出一种简单高效的陶瓷4D打印制造方法和设计策略适用于各种复杂三维陶瓷结构的快速成型2.5.2.1. 该方法采用团队自主开发的多材料光固化3D打印设备打印水凝胶-陶瓷弹性体层合结构通过水凝胶失水驱动层合结构由平面图案直接演化为复杂三维结构再经过高温脱脂烧结即得到纯陶瓷结构2.5.2.2. 在无需额外形状编程的条件下实现了陶瓷结构的直接4D打印2.5.2.3. 基于水凝胶失水驱动的陶瓷直接4D打印技术能够更简单、更高效、更精准地制造各三维陶瓷结构为复杂陶瓷结构的设计和制造开辟了新的途径2.5.3. 开发了一种新型的异价取代中熵ME钙钛矿陶瓷材料SBCL2.5.3.1. 解决了陶瓷材料中电磁损耗能力和高温氧化气氛下稳定性的两难问题2.5.3.2. 展现出了卓越的电磁屏蔽特性其电磁屏蔽效能在1000摄氏度空气中处理100小时后仍超过30分贝/毫米2.5.3.3. 揭示了熵效应对高浓度缺陷的稳定作用为设计具有特定电磁性能的结构功能一体化陶瓷材料提供了重要的理论基础和实验依据2.5.4. 菲律宾完成了微堆和全陶瓷微封装FCM核燃料技术潜在部署的初步可行性研究将进行微堆的正式可行性研究预计这项研究在六个月内完成2.5.5. 美国正在利用陶瓷3D打印技术缩短下一代涡扇发动机的开发时间2.5.5.1. 利用陶瓷3D打印技术仅需78周时间即可完成整体制造过程大幅提升生产效率2.5.6. 丹麦制造并测试了新型陶瓷电解技术2.5.6.1. 电解技术配备了Ni-GDC镍-氧化钆掺杂氧化铈燃料电极研究人员将该燃料电极在不同电流下进行了1000小时测试在非常高的电流下燃料电极的电阻仅略有下降2.5.6.2. 规模部署可以节省电力降低绿氢生产成本5%2.5.7. 美国开发出一种热效率达到60%的新型旋转内燃机原型H2 Starfire2.5.7.1. 内燃机燃烧氢气采用汪克尔转子设计没有行星齿轮或顶点密封而是有两个反向旋转的转子2.5.7.2. 前半部分为铝制用于发动机的进气和压缩2.5.7.3. 后半部分为钛制用于膨胀和排气可以完全消除对水冷的需求减轻重量和复杂性同时发动机使用了陶瓷涂层以减轻热变形2.5.8. 中国全球首条陶瓷工业氨氢零碳燃烧技术示范量产线2.5.8.1. 随着该技术逐步应用于佛山160条陶瓷板砖生产线将直接减少二氧化碳排放66.5万吨/年2.5.9. 德国开发用于陶瓷基复合材料CMC涡轮叶片制造加工的铣削工艺2.5.9.1. 开发了一种专利微晶金刚石涂层使工具在高硬度材料上的耐用性得以提升2.5.9.2. 新型铣削工具已进入原型测试阶段其表现接近昂贵的聚晶金刚石PCD工具若新工具在耐用性和经济性方面得到验证这将推动CMC在航空发动机等领域的应用