中国新材料技术应用报告（2024）

《中国新材料技术应用报告（2024）》结合当前我国各行业对新材料的应用与需求情况，重点关注当前我国重点领域新材料的先进生产技术与应用情况、存在问题与发展趋势。主要侧重于新材料在基础工业领域、关键战略产业领域新材料以及新材料应用体系建设问题，并提出解决方案和政策建议，为未来我国新材料领域的技术突破指明方向。

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第1章 新材料研发智能化技术发展研究 001
1.1 概述 001
1.2 新材料研发智能化技术国际研究进展 002
1.2.1 材料智能计算设计技术及软件 002
1.2.2 材料自主/智能实验技术及装置 002
1.2.3 数据驱动的材料研发与数字孪生 003
1.2.4 材料研发智能化平台和基础设施 003
1.3 我国新材料研发智能化技术应用现状 004
1.3.1 材料高通量/智能计算与平台 004
1.3.2 材料高通量/自主实验与平台 004
1.3.3 材料大数据技术与平台 005
1.3.4 应用成效 005
1.4 我国新材料研发智能化技术发展挑战 006
1.5 构建我国新材料研发智能化体系的技术途径 007
1.5.1 材料智能计算设计技术与核心软件 007
1.5.2 材料自主/智能实验技术与高端装置 007
1.5.3 材料AI基础算法及关键技术 008
1.5.4 智能化研发平台与协同创新网络 008
1.6 支撑新材料研发智能化技术体系发展的措施建议 009

第2章 力致变色液晶材料 014
2.1 力致变色液晶材料领域发展与技术概述 014
2.1.1 力致变色液晶材料概述 014
2.1.2 力致变色液晶材料变色机制 015
2.1.3 力致变色液晶材料的制备方法 021
2.1.4 力致变色液晶材料的应用 021
2.2 力致变色液晶材料领域对新材料的战略需求 027
2.2.1 高性能智能材料的需求 027
2.2.2 生物医学领域的特殊需求 028
2.3 力致变色材料当前存在的问题与面临的挑战 028

第3章 智能气体传感器 034
3.1 气体传感器技术概述和产业发展现状 034
3.1.1 气体传感器产业发展历程 036
3.1.2 气体传感器产业市场格局 036
3.1.3 气体传感器行业政策分析 038
3.1.4 智能气体传感器技术演进 041
3.2 智能气体传感器领域对新材料的战略需求 048
3.2.1 柔性传感新材料及制备方法 048
3.2.2 智能气敏新材料的新兴应用场景 050
3.3 发展我国智能气体传感器产业的主要任务及存在的问题 061
3.3.1 智能气体传感器未来发展的主要任务 061
3.3.2 影响智能气体传感器发展的主要问题 062
3.4 推动我国智能气体传感器产业发展的对策和建议 062

第4章 仿生功能高分子材料 068
4.1 仿生功能高分子材料背景简介 068
4.1.1 仿生学概念 068
4.1.2 仿生功能高分子材料的概念及分类 069
4.2 仿生功能高分子材料战略需求 070
4.2.1 仿生防护高分子材料 070
4.2.2 仿生医用高分子材料 073
4.2.3 仿生智能高分子材料 076
4.2.4 仿生能源高分子材料 079
4.2.5 仿生环境高分子材料 081
4.3 当前存在的问题与面临的挑战 084
4.3.1 设计与制备方面 084
4.3.2 性能优化方面 084
4.3.3 应用拓展方面 085
4.3.4 理论研究方面 085
4.4 仿生功能高分子材料未来发展 086
4.4.1 技术创新与突破 086
4.4.2 应用领域拓展 087
4.4.3 产业与市场发展 088

第5章 柔性电控微纳执行器 093
5.1 概述 093
5.2 薄膜的电致形变原理 094
5.2.1 电化学形变原理 094
5.2.2 物理形变原理 095
5.2.3 性能及定义 097
5.3 电致动薄膜材料分类 097
5.3.1 电化学执行器 097
5.3.2 物理执行器 100
5.4 电控薄膜执行器的应用 104
5.4.1 微纳机器人 104
5.4.2 生物医疗器件 105
5.4.3 智能超材料 105
5.5 展望 105

第6章 热辐射光谱调控技术 113
6.1 光谱选择性红外隐身 113
6.2 辐射制冷 117
6.3 太阳能吸收器 121

第7章 可变形超材料 130
7.1 概述 130
7.2 可变形超材料的变形机理 131
7.2.1 借助微结构的弹性大变形 131
7.2.2 多稳态结构的稳态跳变 132
7.2.3 折剪纸结构的折叠-展开 134
7.2.4 非均匀分布应变引发的形变 137
7.2.5 仿生可变形超材料 139
7.3 可变形超材料及结构技术的典型应用 140
7.3.1 可变体飞行器结构应用 140
7.3.2 可变径车轮结构应用 141
7.3.3 可展开结构应用 143
7.3.4 性能可在线调控结构应用 144

第8章 可穿戴光学汗液传感器 154
8.1 概述 154
8.2 柔性界面材料 155
8.2.1 纸基 155
8.2.2 聚合物 156
8.2.3 织物 157
8.2.4 柔性微纳米材料 158
8.3 汗液采集 158
8.4 光学汗液检测方法 160
8.4.1 比色法 160
8.4.2 荧光法 161
8.4.3 SERS 162
8.4.4 其他光学汗液检测方法 162

第9章 第四代同步辐射光源的光束线站和应用 170
9.1 第四代同步辐射光源概述 170
9.1.1 同步辐射与四代光源 170
9.1.2 同步辐射实验技术 171
9.2 第四代光源的线站特色与优势 172
9.2.1 光束线技术 173
9.2.2 实验技术及应用 174
9.2.3 实验技术的挑战 180
9.3 展望 180