北京工业大学：《材料科学与工程导论》课程教学资源（PPT课件讲稿）材料发展总的趋势

材料发展总的趋势 探索生命本质 新能源与再生能源 探索物质结构 生物科学技术入信息科学技术 新材料科 人 学技术 探索智力 间科学技 海洋科学技术 探索海洋奥秘 环境科学技术 探索宇宙空间 图11高技术体系示意图

图1.1 高技术体系示意图 探索智力 探索宇宙空间 探索生命本质 探索物质结构 探索海洋奥秘 环境科学技术 空间科学技术 新材料科 学技术 新能源与再生能源 生物科学技术 信息科学技术 海洋科学技术 人 材料发展总的趋势

材料发展总的趋势 21世纪重点发展的高技术领域的材料选择 1.信息科学技术 信息材料 2.新能源科学技术 新能源材料 3.生物科学技术 生物材料 4.空间科学技术 空间技术用材料 5.生态环境科学技术环保材料 6.用高技术改造、更新现有材料,发展材料科学技术

1．信息科学技术 信息材料 2．新能源科学技术 新能源材料 3．生物科学技术 生物材料 4．空间科学技术 空间技术用材料 5．生态环境科学技术 环保材料 6．用高技术改造、更新现有材料，发展材料科学技术 21世纪重点发展的高技术领域的材料选择 材料发展总的趋势

材料发展总的趋势 ◆信息科学技术正在发生结构性变革,仍然 是经济持续增长的主导力量 通信网络技术为信息产业注入强大活力 宽带通信已成为国际上应用最广的通信技术 >半导体技术进入纳米时代 计算机智能技术日新月异

材料发展总的趋势 ◆信息科学技术正在发生结构性变革，仍然 是经济持续增长的主导力量 ➢ 通信网络技术为信息产业注入强大活力 ➢ 宽带通信已成为国际上应用最广的通信技术 ➢ 半导体技术进入纳米时代 ➢ 计算机智能技术日新月异

材料发展总的趋势 ◆生物技术正经历着一场前所未有的技术革命 ,一个庞大的生物产业正在孕育和形成 对生命现象本质和过程研究,进入了定量和系统整合阶段 基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命 科学的前沿与热点 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路 生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用 >转基因技术及应用呈现出高速发展的态势

材料发展总的趋势 ◆生物技术正经历着一场前所未有的技术革命 ，一个庞大的生物产业正在孕育和形成 ➢ 对生命现象本质和过程研究，进入了定量和系统整合阶段 ➢ 基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命 科学的前沿与热点 ➢ 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展 ➢ 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路 ➢ 生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用 ➢ 转基因技术及应用呈现出高速发展的态势

材料发展总的趋势 ◆生物技术正经历着一场前所未有的技术革命 ,一个庞大的生物产业正在孕育和形成 对生命现象的本质和过程研究,进入了定量和系统整合阶段 基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命 科学的前沿与热点 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路 生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用 >转基因技术及应用呈现出高速发展的态势

材料发展总的趋势 ◆生物技术正经历着一场前所未有的技术革命 ，一个庞大的生物产业正在孕育和形成 ➢ 对生命现象的本质和过程研究，进入了定量和系统整合阶段 ➢ 基因组学、蛋白质科学、干细胞及再生医学的研究成为生命 科学的前沿与热点 ➢ 蛋白质科学正向深度和广度迅速发展 ➢ 干细胞及再生医学的研究及应用为人类健康开辟了新道路 ➢ 生物芯片在医疗和科研领域发挥巨大作用 ➢ 转基因技术及应用呈现出高速发展的态势

材料发展总的趋势 ◆航天技术快速发展,不断开辟人类探索的新 空间 太空探索带动太空探索技术加速发展 研制多种用途的人货分离的新一代航天飞行器成未 来趋势 小卫星技术日趋成熟并将广泛应用 太空攻防技术成为未来航天技术发展的重要领域

材料发展总的趋势 ◆航天技术快速发展，不断开辟人类探索的新 空间 ➢ 太空探索带动太空探索技术加速发展 ➢ 研制多种用途的人货分离的新一代航天飞行器成未 来趋势 ➢ 小卫星技术日趋成熟并将广泛应用 ➢ 太空攻防技术成为未来航天技术发展的重要领域

材料发展总的趋势 ◆能源技术将变革未来社会的动力基础,促进 人类实现可持续发展 煤炭的高效清洁利用成为化石能源技术研发热点 核能技术酝酿新的突破。 >氢能技术研发和商业应用加速 新能源和可再生能源技术展现良好前景 天然气水合物的开发受到重视用能技术发展前景广阔

材料发展总的趋势 ◆能源技术将变革未来社会的动力基础，促进 人类实现可持续发展 ➢ 煤炭的高效清洁利用成为化石能源技术研发热点。 ➢ 核能技术酝酿新的突破。 ➢ 氢能技术研发和商业应用加速 ➢ 新能源和可再生能源技术展现良好前景 ➢ 天然气水合物的开发受到重视用能技术发展前景广阔

材料发展总的趋势 ◆先进制造技术向绿色制造、高技术化、信息 化、极端制造方向发展,成为提升产业竞争 力的关键技术 光机电一体化技术 微电子光刻技术 >重大装备制造技术

材料发展总的趋势 ◆先进制造技术向绿色制造、高技术化、信息 化、极端制造方向发展，成为提升产业竞争 力的关键技术 ➢ 光机电一体化技术 ➢ 微电子光刻技术 ➢ 重大装备制造技术

材料发展总的趋势 ◆新材料技术出现群体性突破,将对21世纪基 础科学和几乎所有工业领域产生革命性影响 纳米技术是前沿技术中最具前瞻性和带动性的重点领域之 电子信息材料技术进展迅速,光电子材料、光子材料将成为 发展最快和最有前途的电子信息材料。 新型功能材料及其应用技术面临新的突破(超导材料、智能 材料、生物医用材料) 新型结构材料发展前景乐观(高温合金、难熔金属、金属间 化合物、金属基复合材料、高分子材料、钛合金、镁合金)

材料发展总的趋势 ◆新材料技术出现群体性突破，将对21世纪基 础科学和几乎所有工业领域产生革命性影响 ➢ 纳米技术是前沿技术中最具前瞻性和带动性的重点领域之一 ➢ 电子信息材料技术进展迅速，光电子材料、光子材料将成为 发展最快和最有前途的电子信息材料。 ➢ 新型功能材料及其应用技术面临新的突破（超导材料、智能 材料、生物医用材料） ➢ 新型结构材料发展前景乐观（高温合金、难熔金属、金属间 化合物、金属基复合材料、高分子材料、钛合金、镁合金）

材料发展总的趋势 高技术新材料及其特 高技术新材料是指为高技术领域,如信息、生物、新能源、 航天航空、海洋、环境等高技术的发展提供的先进材料。 综合利用现代先进科学技术成就,多学科交叉,知识密集; 往往在一些特定条件下(如高温、高压、急冷、超净等)才 能完成其制备生产,依赖新技术、新工艺、精确控制和检测; 高技术新材料发展与基础理论研究密切相关,理论突破带动 新材料产生,从原理提出变成产品的时间变得越来越短,材 料合成和加工技术水平越来越高,科学转化为生产力的速度 越来越快; 需要的研究投资量大,有赖于知识创新和技术创新; 更新换代快,品种多,生产规模不大

高技术新材料及其特点 • 高技术新材料是指为高技术领域，如信息、生物、新能源、 航天航空、海洋、环境等高技术的发展提供的先进材料。 • 综合利用现代先进科学技术成就，多学科交叉，知识密集； • 往往在一些特定条件下（如高温、高压、急冷、超净等）才 能完成其制备生产，依赖新技术、新工艺、精确控制和检测； • 高技术新材料发展与基础理论研究密切相关，理论突破带动 新材料产生，从原理提出变成产品的时间变得越来越短，材 料合成和加工技术水平越来越高，科学转化为生产力的速度 越来越快； • 需要的研究投资量大，有赖于知识创新和技术创新； • 更新换代快，品种多，生产规模不大。 材料发展总的趋势