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功能材料基础及应用课件 Lesson 6 其它功能材料

国家政策 环保与消费意思
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生物医用材料
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生物医用材料
生物医用材料是一类用于诊断、治疗或替换人体组织、器官 或增进其功能的新型高技术材料,是材料科学技术中的一个 正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且与患 者生命和健康密切相关。近10多年以来,生物医用材料及制 品的市场一直保持20%左右的增长率
社会科学(一般)
地球科学 数学 环境/生态学 计算机科学 农业科学 空间科学 经济和商业 多学科

论文数 2281499 1747691 994956 944703 607895 307340 297992 235808 211452 188617 149223 145552 142523 117132 23414 8395797
生物医用材料按组成和性质分为医用金属材料、医用高分子 材料、生物陶瓷材料和生物医学复合材料等。金属、陶瓷、 高分子及其复合材料是应用最广的生物医用材料。按应用生 物医用材料又可分为可降解与吸收材料、组织工程材料与人 工器官、控制释放材料、仿生智然材料等
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生命科学和生物技术:
一是它关系到人的生存和生活质量的提高,以 及整个人类社会可持续发展等诸多至关重要的问 题。对于一个国家,它则是关系到国计民生、国家 安全、经济发展的大事
其它功能材料
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目录
新能源材料 生物医用材料 生态环境材料 智能材料 磁性功能材料 复合材料 功能梯度材料
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新能源材料
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能源是可以直接或经转换提供人体 资源
能源技术的开发和研究是一个很古老的问 题,进入新世纪以后,有关能源问题的研究 话题又在全球范围内重新升温。这种现象并 不是偶然的,它与能源在今天世界政治、经 济和人类生活中的作用密切相关,也与石油 资源的巨大消耗和日益紧缺密切相关
发取得重大进展之后,科学家把电动汽车 动力问题的最终解决寄希望于污染少、发 展潜力大的燃料电池。美国、日本、欧洲 等国的一些燃料电池样车已经展出
中科院大连物化所; 上海技术物理所; 武汉理工大学,。。。。。
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FC+B台架车 上海燃料电池混合轿车 所用锂离子电池
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4) 核聚变是人类获取能源的理想方式。 从长远来看,核能将是继石油、煤和天然
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新能源材料
新能源和再生清洁能源技术是影响21世纪世界经济发展 最具有决定性技术领域之一,新能源包括太阳能、生物 质能、核能、风能、地热、海洋能等一次能源以及二次 电源中的氢能等
新能源材料则是指实现新能源的转化和利用以及发展新 能源技术中所要用到的关键材 料。主要包括储氢电极合 金材料为代表的镍氢电池材料、嵌锂碳负极和LiCoO2正 极为代表的锂离子电池材料、燃料电池材料、Si 半导体 材料为代表的太阳能电池材料以及铀、氘、氚为代表的 反应堆核能材料等
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照明用电占总电力消耗12%-15%
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国际石油储备
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国际石油产量
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1) 最重要的能源:化石能源 化石能源的核心之一是洁净煤问题:一
是煤炭转化(气化和液化);另一是洁净煤 发电技术。
富煤少油是我国的基本国情。(在我国 一次能源消费中,煤炭占70%以上)。洁净 煤技术的突破及其广泛应用,将在很大程度 上改善我国日益严峻的能源安全局面。 2) 可再生洁净能源:太阳能,风能,潮汐能
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在生物质能方面,美国学者已发现30多种富 含油的野草,如乳草、蒲公英等。科学家还发 现300多种灌木、400多种花卉富含“石油”
我国科学家利用转基因技术,使油菜籽的生 物柴油含量由10%提高到40%,展现了开拓能源 又一领域的美好前景
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3) 燃料电池(fuel cell) 继镍氢电池、锂离子电池的电动汽车开
太阳能的综合利用 (光电、热电、热交换)及其与风 力发电的耦合技术 建立总体利用效率达15%的聚光式太阳能光电、热 电、热交换系统并实用化,建立太阳能综合利用与风 力发电耦合的实用型分布式地面电站,并可并网供电
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关键技术(3)
半导体照明-绿色照明 发光效率达到 100 lm/w以上 显色指数接近 100% 价格下降,为百姓所接受
气之后的主要能源,人类将从“石油文明”走向 “核能文明”。
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当前新能源材料的研究热点包括 高能储氢材料 聚合物电池材料 中温固体氧化物燃料电池电解质材料 多晶薄膜太阳能电池材料等
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关键技术(1)
固体氧化物燃料电池: 固体氧化物燃料电池比质子交换膜燃料电池有更高
的转换效率和节能效果,可减少二氧化碳排放 50%, 不 产生NOx。但目前研究的固体氧化物燃料电池的工作温 度达800~900℃
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太阳能----能量的源泉
如果将地球表面积的 0.1%安装转换效率为 10%的光伏电池,所转换 的电能就可以满足目前全世界所有能源消耗。
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最直接、最重要的太阳能利用方式之一是 光伏电池
单晶硅太阳能电池变换效率>20% 砷化镓/锑化镓>30% 非晶硅 ~ 10% TiO2 ~ 11% 现在的关键是要解决成本问题
篇均被引频次
12.15 8.78 6.76 6.34 2.53 3.34 2.79 6.54 2.22 6.09 2.13 3.68 9.95 3.36 1.19 7.59
论文所占比例(%)
27.17 20.82 11.85 11.25 7.24 3.66
关键技术: a)高性能电极材料及其制备技术 b)新型电解质材料及电极支撑电解质隔膜制备 c)电池结构优化设计及其制备技术 d)电池的结构、性能与表征的研究
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关键技术(2)
光电转换效率大于18%的硅基太阳能电池商品化 研制出光电转换效率大于 18%的低成本、大面积、可 商业化的硅基太阳能电池及其组件
二是从科学研究的角度看,由于生命体是一个 复杂的系统,它包含着许许多多悬而未决的基础科 学问题。这些极具魅力的挑战本身就足以激发研究 者的极大热情
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过去十年国际科学论文产出的学科分布
论文排序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 合
学科领域 生物科学 临床医学 化学 物理学 工程 材料科学
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