Page 33 - 化学分析与检测技术

第一章 化学分析方法

干涉装置，拓展了石墨烯的应用范围；美国劳伦斯伯克利实验室通过使用厚度只
有 25nm 的 BaTiO3 薄膜，开发出新型超薄电容器，可以在 50~100mV 甚至更低
的电压下工作，可极大降低计算机芯片运行时多需的能耗，使高能效微芯片成为
可能；美国宾夕法尼亚州立大学利用 MXene ／硅树脂弹性体和银纳米线－石墨

烯泡沫纳米复合材料制成了一种可完全拉伸的摩擦纳米发电机，表现出高输出性
能，能够在各种极端变形条件下稳定输出并维持数小时。
推进战略性原材料资源提取回收与替代。战略性原材料资源对新材料可持续
发展的意义重大，原材料提取新工艺、循环利用和替代研究受到重视。美国国防

部先进研究计划局启动稀土生物开采研究，利用微生物和生物分子工程相关技术，
开发稀土资源分离与提纯方法，以有效利用稀土资源，填补供应链缺口；围绕利
用非常规资源进行稀土元素和关键矿物提取与分离，美国莱斯大学利用粉煤灰、
铝土矿残渣和电子废弃物，通过闪光焦耳加热工艺，提取有价值的稀土元素，而

且产量足够高；美国艾姆斯实验室基于稀土数据库开发出机器学习模型用于评估
新发现的稀土化合物的稳定性，并开展磁性预测、制造工艺过程控制和力学行为
优化等；美国能源部关键材料研究所开发出一种基于微结构工程制造锰铋（MnBi）
磁体的新方法，向着不使用稀土制备紧凑、节能电机迈出了新的一步。

（二）新材料产业发展现状与路径
1. 挑战
近年来，世界经济一体化进程不断推进，尽管经济发展水平较之以往有了明
显的提高，但随之而来的资源短缺、环境恶化等问题也逐渐加剧，激起了人们的

反思。为了更好地协调经济发展和生态环境保护之间的关系，我国提出了可持续
发展及低碳经济等诸多倡议倡导。新材料产业面临着更高的要求，需要大力开展
对于生态环境材料的研究，使得所研发的材料在具有基础功能性的同时还能够起
到保护环境的作用。在工业领域发展阶段也需要强化对于低碳材料的应用，避免

环保材料的应用对环境产生不利影响。在现有的基础上促进废物回收率的提高，
提升新材料工业的性能，真正达成节能环保的目标，满足人类社会不断发展的需
求，这也是新材料产业实现长远发展的必要举措。耐火材料是材料工业中不可或
缺的组成部分，是经济社会发展中的重要产业。低碳经济下所发展的低碳环保耐

火材料能够为社会带来更多的物质财富，并在满足经济发展要求的同时，更好地
应对环境及能源等方面的问题，这也是当前材料工业研究领域所研究的重点问题。

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