１.研發(fā)方向和研究機(jī)構(gòu)
俄羅斯新材料的主要研發(fā)方向是結(jié)構(gòu)材料和功能材料，具體為金屬材料、陶瓷材料、復(fù)合材料、高分子材料、高純度材料以及生物、超導(dǎo)和納米材料等。
從事金屬材料研究的機(jī)構(gòu)有俄科院金屬研究所、俄科院西伯利亞分院強(qiáng)度物理和材料學(xué)研究所、稀有金屬工業(yè)研究所、航空材料研究所、結(jié)構(gòu)材料研究所、重工業(yè)研究所、有色冶金研究所、國家航空技術(shù)研究所、全俄輕質(zhì)合金研究所以及若干研究協(xié)會(huì)和企業(yè)。
從事陶瓷材料研究的機(jī)構(gòu)有俄科院西伯利亞分院強(qiáng)度物理和材料學(xué)研究所、固體化學(xué)和礦物原料加工研究所、硅酸鹽化學(xué)研究所、航空材料研究所、結(jié)構(gòu)材料研究所、全俄高分子纖維研究所、國家航空技術(shù)研究所、全俄輕質(zhì)合金研究所以及若干科研生產(chǎn)聯(lián)合體和企業(yè)。
從事復(fù)合材料研究的機(jī)構(gòu)有俄科院合成聚合材料研究所、強(qiáng)度物理和材料學(xué)研究所、硅酸鹽化學(xué)研究所、航空材料研究所、石墨基結(jié)構(gòu)材料研究所、中央特種機(jī)械制造研究所、全俄輕質(zhì)合金研究所以及若干科研生產(chǎn)聯(lián)合體和企業(yè)。
從事高分子材料研究的機(jī)構(gòu)有俄科院合成高分子材料研究所、航空材料研究所、國立高分子化學(xué)和技術(shù)研究所、全俄高分子纖維研究所、國家航空技術(shù)研究所以及若干科研生產(chǎn)聯(lián)合體和企業(yè)。
從事高純度材料研究的機(jī)構(gòu)包括金屬研究所、高純度物質(zhì)化學(xué)研究所、稀有金屬工業(yè)研究所、特純材料研究所等研究機(jī)構(gòu)及科研生產(chǎn)聯(lián)合體和企業(yè)。
２.優(yōu)先發(fā)展納米材料
近年來，納米材料發(fā)展和應(yīng)用的主要方向是：
①結(jié)構(gòu)材料用納米晶體結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料一般采用金屬、陶瓷、高分子以及復(fù)合材料等，對于現(xiàn)代結(jié)構(gòu)材料所需要的強(qiáng)度和可塑性，都不能得到滿足。近年來，俄羅斯試驗(yàn)了多種旨在提高結(jié)構(gòu)性能的材料，其中包括微米和納米晶體結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明，晶體的化學(xué)和相成分、形式、尺寸以及其它特征都會(huì)在一定程度上影響材料的性能。
獲取納米材料的優(yōu)選方法是將納米粉末在一定壓力下燒結(jié)，通常采用熱均衡壓制法和高溫氣噴法，可以大大提高材料的強(qiáng)度性能。
具有高強(qiáng)度和磁性的納米結(jié)構(gòu)材料還可以通過低溫退火的方法從非晶合金中制取。納米結(jié)構(gòu)的組成可以是微晶或者納米尺度的晶體和退火相的混合物。
納米晶體結(jié)構(gòu)的形成可以得到高性能的納米晶體材料，其微硬度較之常規(guī)材料高１～６倍。
對于所有納米材料，隨著粒度尺寸的減小、熱容量提高，納米材料中的邊界擴(kuò)散系數(shù)也明顯增加。
實(shí)踐表明，結(jié)構(gòu)材料中的納米結(jié)構(gòu)將其性能提高到了一個(gè)新的水平，其明顯的標(biāo)志是高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨損度和高可塑性。因此，隨著高技術(shù)的發(fā)展，納米結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用也會(huì)愈來愈廣泛。
②發(fā)射電子學(xué)用碳納米管結(jié)構(gòu)
近年來，電子學(xué)迅速發(fā)展的一個(gè)新的方向是真空微電子學(xué)。一方面研究用新的電子束代替?zhèn)鹘y(tǒng)的超高頻儀器；另一方面，真空電子束可以構(gòu)成新的有效顯示器和高清晰度顯示屏；第三，可以建立新的程序器，以便處理信息。另外，其最大的優(yōu)勢是可以在１０００℃高溫下以及強(qiáng)輻射和大磁場條件下作業(yè)。
在發(fā)射電子學(xué)研究中，作為新一代材料的多層碳納米管的采用，具有十分重要的意義。實(shí)驗(yàn)表明，碳納米管的發(fā)射能力很強(qiáng)。在接近表層平均場壓為３０～５０ｖ／ｃｍ２時(shí)，自動(dòng)發(fā)射場密度可達(dá)１０Ａｎ／ｃｍ２。脈沖自動(dòng)發(fā)射通量為４Ａｎ／ｃｍ２時(shí)，碳納米管的使用壽命可達(dá)２０００小時(shí)。
采用新工藝連續(xù)生產(chǎn)碳納米管的產(chǎn)量是１克催化劑生產(chǎn)５０克多層碳納米管，生產(chǎn)能力為每小時(shí)１０克。實(shí)現(xiàn)了碳納米管生產(chǎn)工藝方面的重大突破。
３.迅速興起的醫(yī)用碳材料
通過電子生產(chǎn)工藝流程可以探知碳材料的某些特殊結(jié)構(gòu)和性能，對于保障人體所需要的醫(yī)用制品十分有益。這種碳材料具有與生化、形態(tài)、毒理、表面、物理機(jī)械等性能的親和勢。
近來，最廣泛用于醫(yī)學(xué)目的的材料有ТГН－２Ｍ型石墨化織物、“碳織物”型碳?xì)帧⑻己铣膳菽�、МПК－６型�?jiān)實(shí)細(xì)顆粒石墨。所有這些材料都是在高溫下制取的，由超過９９.９％的碳和少許輕金屬、碳化物、氧化物的混合物組成。已成功地用于心臟手術(shù)中，且效果良好。在治療眼疾的手術(shù)中，使用碳材料的結(jié)果表明其結(jié)構(gòu)、密度、空隙度都是其它材料所無可比擬的。
另外，還有頭蓋骨缺陷替代移植、眼框整形手術(shù)用碳移植物和結(jié)構(gòu)；心臟病手術(shù)用移植物；顱骨手術(shù)用碳移植物；醫(yī)治燒傷、潰瘍等外傷用碳愈合（不留傷疤）材料等。
臨床實(shí)驗(yàn)表明，迄今為止碳材料是與人體組織最能生物親合的一種材料。它在醫(yī)學(xué)上的廣泛應(yīng)用是醫(yī)用材料發(fā)展史上的一次重大變革，對于人類醫(yī)治各種疾病、延年益壽具有劃時(shí)代意義。
４.研發(fā)目標(biāo)和策略
俄羅斯研發(fā)新材料的戰(zhàn)略目標(biāo)是：一方面力求繼續(xù)保持某些材料領(lǐng)域在世界上的領(lǐng)先地位，如航空航天、能源工業(yè)、化工、金屬材料、超導(dǎo)材料、聚合材料等；另一方面，則大力發(fā)展對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高國防實(shí)力有影響的領(lǐng)域，如電子信息工業(yè)、通訊設(shè)施、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)等。目前的狀況是由于信息、通訊、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的相對滯后，給本來具有優(yōu)勢的領(lǐng)域的發(fā)展帶來負(fù)面影響。因此也成為俄政府和科技界注意的焦點(diǎn)。
采取的基本策略是：在處理發(fā)展高新技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)關(guān)系的同時(shí)，做到研發(fā)新材料與有效使用傳統(tǒng)材料有機(jī)結(jié)合，在注重研發(fā)高新技術(shù)所需新材料的同時(shí)，對于現(xiàn)有的一般技術(shù)所需要的材料進(jìn)行優(yōu)選和更新，進(jìn)而提高利用率。使研發(fā)新材料有的放矢、重點(diǎn)突出、周期縮短、效果顯著。
專家認(rèn)為，材料的復(fù)合化和多功能化，仍然是新材料發(fā)展的重要方向。金屬／金屬、金屬／非金屬、碳／碳等復(fù)合材料無論是在機(jī)械制造、軍事技術(shù)等方面都具有應(yīng)用價(jià)值。
優(yōu)化材料的制備工藝和改進(jìn)加工技術(shù)是提高效率、減低成本、減少能耗、縮短流程的根本出路。目前，俄羅斯采用ＳＨＳ法（自蔓燃技術(shù)）合成的化合物已多達(dá)７００種，已居世界領(lǐng)先地位。
增強(qiáng)環(huán)境意識，將研發(fā)新材料與生態(tài)、環(huán)境密切結(jié)合起來，增強(qiáng)材料使用壽命、提高循環(huán)使用以及再生利用的比率也是不容忽視的重要方面。而對環(huán)境凈化、對人類生存無害則是今后研發(fā)新材料時(shí)所要考慮的首要因素。
俄羅斯新材料的主要研發(fā)方向是結(jié)構(gòu)材料和功能材料，具體為金屬材料、陶瓷材料、復(fù)合材料、高分子材料、高純度材料以及生物、超導(dǎo)和納米材料等。
從事金屬材料研究的機(jī)構(gòu)有俄科院金屬研究所、俄科院西伯利亞分院強(qiáng)度物理和材料學(xué)研究所、稀有金屬工業(yè)研究所、航空材料研究所、結(jié)構(gòu)材料研究所、重工業(yè)研究所、有色冶金研究所、國家航空技術(shù)研究所、全俄輕質(zhì)合金研究所以及若干研究協(xié)會(huì)和企業(yè)。
從事陶瓷材料研究的機(jī)構(gòu)有俄科院西伯利亞分院強(qiáng)度物理和材料學(xué)研究所、固體化學(xué)和礦物原料加工研究所、硅酸鹽化學(xué)研究所、航空材料研究所、結(jié)構(gòu)材料研究所、全俄高分子纖維研究所、國家航空技術(shù)研究所、全俄輕質(zhì)合金研究所以及若干科研生產(chǎn)聯(lián)合體和企業(yè)。
從事復(fù)合材料研究的機(jī)構(gòu)有俄科院合成聚合材料研究所、強(qiáng)度物理和材料學(xué)研究所、硅酸鹽化學(xué)研究所、航空材料研究所、石墨基結(jié)構(gòu)材料研究所、中央特種機(jī)械制造研究所、全俄輕質(zhì)合金研究所以及若干科研生產(chǎn)聯(lián)合體和企業(yè)。
從事高分子材料研究的機(jī)構(gòu)有俄科院合成高分子材料研究所、航空材料研究所、國立高分子化學(xué)和技術(shù)研究所、全俄高分子纖維研究所、國家航空技術(shù)研究所以及若干科研生產(chǎn)聯(lián)合體和企業(yè)。
從事高純度材料研究的機(jī)構(gòu)包括金屬研究所、高純度物質(zhì)化學(xué)研究所、稀有金屬工業(yè)研究所、特純材料研究所等研究機(jī)構(gòu)及科研生產(chǎn)聯(lián)合體和企業(yè)。
２.優(yōu)先發(fā)展納米材料
近年來，納米材料發(fā)展和應(yīng)用的主要方向是：
①結(jié)構(gòu)材料用納米晶體結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)材料一般采用金屬、陶瓷、高分子以及復(fù)合材料等，對于現(xiàn)代結(jié)構(gòu)材料所需要的強(qiáng)度和可塑性，都不能得到滿足。近年來，俄羅斯試驗(yàn)了多種旨在提高結(jié)構(gòu)性能的材料，其中包括微米和納米晶體結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)表明，晶體的化學(xué)和相成分、形式、尺寸以及其它特征都會(huì)在一定程度上影響材料的性能。
獲取納米材料的優(yōu)選方法是將納米粉末在一定壓力下燒結(jié)，通常采用熱均衡壓制法和高溫氣噴法，可以大大提高材料的強(qiáng)度性能。
具有高強(qiáng)度和磁性的納米結(jié)構(gòu)材料還可以通過低溫退火的方法從非晶合金中制取。納米結(jié)構(gòu)的組成可以是微晶或者納米尺度的晶體和退火相的混合物。
納米晶體結(jié)構(gòu)的形成可以得到高性能的納米晶體材料，其微硬度較之常規(guī)材料高１～６倍。
對于所有納米材料，隨著粒度尺寸的減小、熱容量提高，納米材料中的邊界擴(kuò)散系數(shù)也明顯增加。
實(shí)踐表明，結(jié)構(gòu)材料中的納米結(jié)構(gòu)將其性能提高到了一個(gè)新的水平，其明顯的標(biāo)志是高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨損度和高可塑性。因此，隨著高技術(shù)的發(fā)展，納米結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用也會(huì)愈來愈廣泛。
②發(fā)射電子學(xué)用碳納米管結(jié)構(gòu)
近年來，電子學(xué)迅速發(fā)展的一個(gè)新的方向是真空微電子學(xué)。一方面研究用新的電子束代替?zhèn)鹘y(tǒng)的超高頻儀器；另一方面，真空電子束可以構(gòu)成新的有效顯示器和高清晰度顯示屏；第三，可以建立新的程序器，以便處理信息。另外，其最大的優(yōu)勢是可以在１０００℃高溫下以及強(qiáng)輻射和大磁場條件下作業(yè)。
在發(fā)射電子學(xué)研究中，作為新一代材料的多層碳納米管的采用，具有十分重要的意義。實(shí)驗(yàn)表明，碳納米管的發(fā)射能力很強(qiáng)。在接近表層平均場壓為３０～５０ｖ／ｃｍ２時(shí)，自動(dòng)發(fā)射場密度可達(dá)１０Ａｎ／ｃｍ２。脈沖自動(dòng)發(fā)射通量為４Ａｎ／ｃｍ２時(shí)，碳納米管的使用壽命可達(dá)２０００小時(shí)。
采用新工藝連續(xù)生產(chǎn)碳納米管的產(chǎn)量是１克催化劑生產(chǎn)５０克多層碳納米管，生產(chǎn)能力為每小時(shí)１０克。實(shí)現(xiàn)了碳納米管生產(chǎn)工藝方面的重大突破。
３.迅速興起的醫(yī)用碳材料
通過電子生產(chǎn)工藝流程可以探知碳材料的某些特殊結(jié)構(gòu)和性能，對于保障人體所需要的醫(yī)用制品十分有益。這種碳材料具有與生化、形態(tài)、毒理、表面、物理機(jī)械等性能的親和勢。
近來，最廣泛用于醫(yī)學(xué)目的的材料有ТГН－２Ｍ型石墨化織物、“碳織物”型碳?xì)帧⑻己铣膳菽�、МПК－６型�?jiān)實(shí)細(xì)顆粒石墨。所有這些材料都是在高溫下制取的，由超過９９.９％的碳和少許輕金屬、碳化物、氧化物的混合物組成。已成功地用于心臟手術(shù)中，且效果良好。在治療眼疾的手術(shù)中，使用碳材料的結(jié)果表明其結(jié)構(gòu)、密度、空隙度都是其它材料所無可比擬的。
另外，還有頭蓋骨缺陷替代移植、眼框整形手術(shù)用碳移植物和結(jié)構(gòu)；心臟病手術(shù)用移植物；顱骨手術(shù)用碳移植物；醫(yī)治燒傷、潰瘍等外傷用碳愈合（不留傷疤）材料等。
臨床實(shí)驗(yàn)表明，迄今為止碳材料是與人體組織最能生物親合的一種材料。它在醫(yī)學(xué)上的廣泛應(yīng)用是醫(yī)用材料發(fā)展史上的一次重大變革，對于人類醫(yī)治各種疾病、延年益壽具有劃時(shí)代意義。
４.研發(fā)目標(biāo)和策略
俄羅斯研發(fā)新材料的戰(zhàn)略目標(biāo)是：一方面力求繼續(xù)保持某些材料領(lǐng)域在世界上的領(lǐng)先地位，如航空航天、能源工業(yè)、化工、金屬材料、超導(dǎo)材料、聚合材料等；另一方面，則大力發(fā)展對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高國防實(shí)力有影響的領(lǐng)域，如電子信息工業(yè)、通訊設(shè)施、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)等。目前的狀況是由于信息、通訊、計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的相對滯后，給本來具有優(yōu)勢的領(lǐng)域的發(fā)展帶來負(fù)面影響。因此也成為俄政府和科技界注意的焦點(diǎn)。
采取的基本策略是：在處理發(fā)展高新技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)關(guān)系的同時(shí)，做到研發(fā)新材料與有效使用傳統(tǒng)材料有機(jī)結(jié)合，在注重研發(fā)高新技術(shù)所需新材料的同時(shí)，對于現(xiàn)有的一般技術(shù)所需要的材料進(jìn)行優(yōu)選和更新，進(jìn)而提高利用率。使研發(fā)新材料有的放矢、重點(diǎn)突出、周期縮短、效果顯著。
專家認(rèn)為，材料的復(fù)合化和多功能化，仍然是新材料發(fā)展的重要方向。金屬／金屬、金屬／非金屬、碳／碳等復(fù)合材料無論是在機(jī)械制造、軍事技術(shù)等方面都具有應(yīng)用價(jià)值。
優(yōu)化材料的制備工藝和改進(jìn)加工技術(shù)是提高效率、減低成本、減少能耗、縮短流程的根本出路。目前，俄羅斯采用ＳＨＳ法（自蔓燃技術(shù)）合成的化合物已多達(dá)７００種，已居世界領(lǐng)先地位。
增強(qiáng)環(huán)境意識，將研發(fā)新材料與生態(tài)、環(huán)境密切結(jié)合起來，增強(qiáng)材料使用壽命、提高循環(huán)使用以及再生利用的比率也是不容忽視的重要方面。而對環(huán)境凈化、對人類生存無害則是今后研發(fā)新材料時(shí)所要考慮的首要因素。
