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haimlu

木虫 (正式写手)

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专业: 金属材料表面科学与工程

[交流] 欧盟拟着力推动的十大材料科学研究领域

欧盟科研总司召集了一次由来自欧盟学术界和工业界的３６位专家参加的学术
研讨会，广泛讨论了欧盟未来面临的机遇和挑战。材料是本次研讨会的主要议题之一。围
绕材料学的未来发展，与会专家提出欧盟需要着力推动的十大研究领域，它们分别是催化
剂、光学材料和光电材料、有机电子学和光电学、磁性材料、仿生学、纳米生物技术、超
导体、复合材料、生物医学材料以及智能纺织原料。会议还认为未来材料学的研究将体现
三大技术特征：①制作技术。新的加工工艺和制造方法将使材料的生产实现从实验室走向
工业化；②模仿技术。从材料的自然特性仿制到材料混合特性的研究；③预测技术。开发
新的模型和试验方法，从而缩短材料的试验周期。

　　欧盟拟着力推动的十大材料学研究领域分述如下：

　　1．催化剂
　　催化剂在现代工业中占据着十分重要的地位，是生产化学化工制品、石油衍生物、肥
料、医药等产品的核心要素，对减少机动车辆、发电站和化工厂的废气废料排放保护生态
环境发挥着巨大作用。
　　借助于扫描隧道显微镜等科学仪器，科学家们现开始研究纳米材料用做催化剂的性能
。伴随着纳型结构研究的发展，欧盟专家认为欧盟制定“原子－原子”组合战略研究的必
要性呼之欲出。

　　2．光学材料和光电材料
　　光学材料在光通信、数据存储和加工以及传感、显示等技术领域发挥着十分重要的作
用。光发射二极管和激光器等光学仪器广泛应用于人类生活的各行各业。鉴于光学材料和
光电材料潜在的巨大市场，欧盟专家建议欧盟加强在以下重点领域的研究开发：
新光学材料体系的研究开发以及在纳米尺度上对新材料的控制能力，最终设计出３Ｄ纳米
主结构的光发射仪器；
开发大型、高效率的白光发射极，以取代目前普遍使用的白炽灯；
开发光数字系统，使所有数据或部分数据能够通过光设备而非电子设备进行处理，从而减
少“光电”转换和“电光”转换；
进一步提高诸如ＣＤ、ＤＶＤ等二维存储媒体存储容量，借助干扰和全息技术开发三维数
据存储媒体。
　　3．有机电子学和光电学
　　许多种有机材料具有电致发光、传导和半传导性能。欧盟未来研究目标之一就是开发
廉价、大容量的硅电子新产品。此外，科技的不断发展使得柔性基质有机物的大面积生产
变为可能，并将在智能卡、特征仪器、智能和响应式织物、微型反应器、汽车零部件和大
型数据显示等方面获得应用，这些是欧盟拟加强研究和开发的重点领域。

　　4．磁性材料
　　对数据高存储密度的要求促进磁性介质不断从微型转向纳型。未来研究方向之一就是
使一个磁性纳粒子能够代表一个信息位。
　　纳磁学的第二个研究方向是开发随机存取磁存储器（ＭＲＡＭ），以取代目前的互补
金属氧化物半导体存储芯片（ＣＭＯＳ）。ＭＲＡＭ具有非易失性存储特性，而且能够达
到每比特１００纳米的小型化程度。
　　其它重要研究领域包括：开发耐高温磁体和微磁系统以及低成本的仪器制造技术。

　　5．仿生材料
　　生物材料的一个显著特征就是具有多样化规模的组织结构。欧盟对未来仿生学的研究
应集中在两个方面：一是仿生材料体积小型化和功能多样化；二是仿生材料的有机复合。

　　6．纳米生物技术
　　加强纳米生物技术在人工物质和生物物质组合领域的研究，从而设计出纳型合成材料
，生成分子结构，为开发各种高值产品奠定基础。

　　7．超导体
　　高温超导体从大规模能源系统到小型电子系统等领域都获得十分广泛的应用；高温超
导磁体则可用于磁共振成像系统、超导量子干涉器件、高能离子检测、核磁共振分光计等
仪器设备。但目前高温超导体的造价过于昂贵。开发对局部材料的纳型控制技术是降低高
温超导体设备制造成本的关键所在。欧盟今后应加大在此领域的研究投入，占据世界领先
地位。目前，欧盟与美国、日本在该领域的竞争非常激烈，都想成为超导体前沿领域的主
导者。

　　8．复合材料
　　研究开发新的、具有特殊性能的基体、纤维和化合物，例如具有导电特性的高分子复
合材料、残余材料、残余材料的可再循环利用等。加强对生物材料、分子电子学、仿生材
料、纳米物理材料、陶瓷、金属基体材料等一些全球关注的学科的研究。
　　欧盟专家强调指出：在此领域开展的研究活动，需要采取集设计、合成、加工、制作
和生产等在内的多领域多学科合作的实验方案。

　　9．生物医学材料
　　医学材料研究的重点是在保证安全的前提下开发相容性更好、耐腐蚀、持久性更好的
人体组织器官修复和替换医学材料。
　　加强对纳米生物技术材料的研究，开发用于针对目前难治之症的纳粒子药物嵌入系统
以及小型侵入手术和非侵入诊断系统。

　　10．智能纺织材料
　　开发多功能纺织材料，使纤维表面功能化，例如具有抗菌、血压控制以及通过纺织纤
维与皮肤界面来控制药物释放等功效。
　　开发智能纺织材料和非织材料在铁路、航空、建筑等领域的广泛应用。

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