功能材料是一大類(lèi)具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學(xué)以及生物功能的新型材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，同時(shí)也對(duì)改造某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，如農(nóng)業(yè)、化工、建材等起著重要作用。功能材料種類(lèi)繁多，用途廣泛，正在形成一個(gè)規(guī)模宏大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場(chǎng)前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。功能材料按使用性能分，可分為微電子材料、光電子材料、傳感器材料、信息材料、生物醫(yī)用材料、生態(tài)環(huán)境材料、能源材料和機(jī)敏（智能）材料。由于我們已把電子信息材料單獨(dú)作為一類(lèi)新材料領(lǐng)域，所以這里所指的新型功能材料是除電子信息材料以外的主要功能材料。
功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，在全球新材料研究領(lǐng)域中，功能材料約占 85 % 。隨著信息社會(huì)的到來(lái)，特種功能材料對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，是二十一世紀(jì)信息、生物、能源、環(huán)保、空間等高技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，成為世界各國(guó)新材料領(lǐng)域研究發(fā)展的重點(diǎn)，也是世界各國(guó)高技術(shù)發(fā)展中戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。
鑒于功能材料的重要地位，世界各國(guó)均十分重視功能材料技術(shù)的研究。 1989年美國(guó)200多位科學(xué)家撰寫(xiě)了《90年代的材料科學(xué)與材料工程》報(bào)告，建議政府支持的6類(lèi)材料中有5類(lèi)屬于功能材料。從1995年至2001年每?jī)赡旮乱淮蔚摹睹绹?guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)》報(bào)告中，特種功能材料和制品技術(shù)占了很大的 比例 。2001年日本文部省科學(xué)技術(shù)政策研究所發(fā)布的第七次技術(shù)預(yù)測(cè)研究報(bào)告中列出了影響未來(lái)的100項(xiàng)重要課題,一半以上的課題為新材料或依賴于新材料發(fā)展的課題,而其中絕大部分均為功能材料。歐盟的第六框架計(jì)劃和韓國(guó)的國(guó)家計(jì)劃等在他們的最新科技發(fā)展計(jì)劃中, 都把功能材料技術(shù)列為關(guān)鍵技術(shù)之一加以重點(diǎn)支持。各國(guó)都非常強(qiáng)調(diào)功能材料對(duì)發(fā)展本國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、保衛(wèi)國(guó)家安全、增進(jìn)人民健康和提高人民生活質(zhì)量等方面的突出作用。
1、新型功能材料國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前國(guó)際功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨新的突破，諸如超導(dǎo)材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料及材料的分子、原子設(shè)計(jì)等正處于日新月異的發(fā)展之中，發(fā)展功能材料技術(shù)正在成為一些發(fā)達(dá)國(guó)家強(qiáng)化其經(jīng)濟(jì)及軍事優(yōu)勢(shì)的重要手段。
超導(dǎo)材料 以NbTi、Nb3Sn為代表的實(shí)用超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導(dǎo)磁體及大型加速器磁體等多個(gè)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用；SQUID作為超導(dǎo)體弱電應(yīng)用的典范已在微弱電磁信號(hào)測(cè)量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導(dǎo)的裝置無(wú)法達(dá)到的。但是，由于常規(guī)低溫超導(dǎo)體的臨界溫度太低，必須在昂貴復(fù)雜的液氦(4.2K)系統(tǒng)中使用，因而嚴(yán)重地限制了低溫超導(dǎo)應(yīng)用的發(fā)展。
高溫氧化物超導(dǎo)體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導(dǎo)應(yīng)用溫度從液氦（ 4.2K）提高到液氮（77K）溫區(qū)。同液氦相比，液氮是一種非常經(jīng)濟(jì)的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應(yīng)用帶來(lái)了極大的方便。另外，高溫超導(dǎo)體都具有相當(dāng)高的上臨界場(chǎng)[H c2 (4K)>50T]，能夠用來(lái)產(chǎn)生20T以上的強(qiáng)磁場(chǎng)，這正好克服了常規(guī)低溫超導(dǎo)材料的不足之處。正因?yàn)檫@些由本征特性Tc、Hc2所帶來(lái)的在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的巨大潛在能力，吸引了大量的科學(xué)工作者采用最先進(jìn)的技術(shù)裝備，對(duì)高Tc超導(dǎo)機(jī)制、材料的物理特性、化學(xué)性質(zhì)、合成工藝及顯微組織進(jìn)行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導(dǎo)體是非常復(fù)雜的多元體系，在研究過(guò)程中遇到了涉及多種領(lǐng)域的重要問(wèn)題，這些領(lǐng)域包括凝聚態(tài)物理、晶體化學(xué)、工藝技術(shù)及微結(jié)構(gòu)分析等。一些材料科學(xué)研究領(lǐng)域最新的技術(shù)和手段，如非晶技術(shù)、納米粉技術(shù)、磁光技術(shù)、隧道顯微技術(shù)及場(chǎng)離子顯微技術(shù)等都被用來(lái)研究高溫超導(dǎo)體，其中許多研究工作都涉及了材料科學(xué)的前沿問(wèn)題。高溫超導(dǎo)材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應(yīng)用等方面取得了重要進(jìn)展。
生物醫(yī)用材料 作為高技術(shù)重要組成部分的生物醫(yī)用材料已進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的新階段，其市場(chǎng)銷(xiāo)售額正以每年16%的速度遞增，預(yù)計(jì)20年內(nèi)，生物醫(yī)用材料所占的份額將趕上藥物市場(chǎng)，成為一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。生物活性陶瓷已成為醫(yī)用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是醫(yī)用高分子材料的重要方向；醫(yī)用復(fù)合生物材料的研究重點(diǎn)是強(qiáng)韌化生物復(fù)合材料和功能性生物復(fù)合材料，帶有治療功能的HA生物復(fù)合材料的研究也十分活躍。
能源材料 太陽(yáng)能電池材料是新能源材料研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，IBM公司研制的多層復(fù)合太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換率高達(dá)40%。美國(guó)能源部在全部氫能研究經(jīng)費(fèi)中，大約有50%用于儲(chǔ)氫技術(shù)。固體氧化物燃料電池的研究十分活躍，關(guān)鍵是電池材料，如固體電解質(zhì)薄膜和電池陰極材料，還有質(zhì)子交換膜型燃料電池用的有機(jī)質(zhì)子交換膜等，都是目前研究的熱點(diǎn)。
生態(tài)環(huán)境材料 生態(tài)環(huán)境材料是20世紀(jì)90年代在國(guó)際高技術(shù)新材料研究中形成的一個(gè)新領(lǐng)域，其研究開(kāi)發(fā)在日、美、德等發(fā)達(dá)國(guó)家十分活躍，主要研究方向是：①直接面臨的與環(huán)境問(wèn)題相關(guān)的材料技術(shù)，例如，生物可降解材料技術(shù)，CO 2 氣體的固化技術(shù)，SOx、NOx催化轉(zhuǎn)化技術(shù)、廢物的再資源化技術(shù)，環(huán)境污染修復(fù)技術(shù)，材料制備加工中的潔凈技術(shù)以及節(jié)省資源、節(jié)省能源的技術(shù)；②開(kāi)發(fā)能使經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境協(xié)調(diào)性材料，如仿生材料、環(huán)境保護(hù)材料、氟里昂、石棉等有害物質(zhì)的替代材料、綠色新材料等；③材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)。
智能材料 智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來(lái)高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化。科學(xué)家預(yù)言，智能材料的研制和大規(guī)模應(yīng)用將導(dǎo)致材料科學(xué)發(fā)展的重大革命。國(guó)外在智能材料的研發(fā)方面取得很多技術(shù)突破，如英國(guó)宇航公司在導(dǎo)線傳感器，用于測(cè)試飛機(jī)蒙皮上的應(yīng)變與溫度情況；英國(guó)開(kāi)發(fā)出一種快速反應(yīng)形狀記憶合金，壽命期具有百萬(wàn)次循環(huán)，且輸出功率高，以它作制動(dòng)器時(shí)、反應(yīng)時(shí)間，僅為10分鐘；在壓電材料、磁致伸縮材料、導(dǎo)電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅(qū)動(dòng)組件材料在航空上的應(yīng)用取得大量創(chuàng)新成果。
2、國(guó)內(nèi)功能材料發(fā)展的現(xiàn)狀和差距
我國(guó)非常重視功能材料的發(fā)展，在國(guó)家攻關(guān)、“ 863”、“973”、國(guó)家自然科學(xué)基金等計(jì)劃中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”國(guó)防計(jì)劃中還將特種功能材料列為“國(guó)防尖端”材料。這些科技行動(dòng)的實(shí)施，使我國(guó)在功能材料領(lǐng)域取得了豐碩的成果。在“863”計(jì)劃支持下，開(kāi)辟了超導(dǎo)材料、平板顯示材料、稀土功能材料、生物醫(yī)用材料、儲(chǔ)氫等新能源材料，金剛石薄膜，高性能固體推進(jìn)劑材料，紅外隱身材料，材料設(shè)計(jì)與性能預(yù)測(cè)等功能材料新領(lǐng)域，取得了一批接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的研究成果，在國(guó)際上占有了一席之地。鎳氫電池、鋰離子電池的主要性能指標(biāo)和生產(chǎn)工藝技術(shù)均達(dá)到了國(guó)外的先進(jìn)水平，推動(dòng)了鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)化；功能陶瓷材料的研究開(kāi)發(fā)取得了顯著進(jìn)展，以片式電子組件為目標(biāo)，我國(guó)在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低燒瓷料和賤金屬電極上形成了自己的特色并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，使片式電容材料及其組件進(jìn)入了世界先進(jìn)行列； 高檔釹鐵硼產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得顯著進(jìn)展，在某些成分配方和相關(guān)技術(shù)上取得了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)； 功能材料還在“兩彈一星”、“四大裝備四顆星”等國(guó)防工程中作出了舉足輕重的貢獻(xiàn)。
目前世界各國(guó)功能材料的研究極為活躍，充滿了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，新技術(shù)、新專利層出不窮。發(fā)達(dá)國(guó)家企圖通過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的形式在特種功能材料領(lǐng)域形成技術(shù)壟斷，并試圖占領(lǐng)中國(guó)廣闊的市場(chǎng)，這種態(tài)勢(shì)已引起我國(guó)的高度重視。近年來(lái)，我國(guó)在新型稀土永磁、生物醫(yī)用、生態(tài)環(huán)境材料、催化材料與技術(shù)等領(lǐng)域加強(qiáng)了專利保護(hù)。但是，我們應(yīng)該看到，我國(guó)目前功能材料的創(chuàng)新性研究不夠，申報(bào)的專利數(shù)，尤其是具有原創(chuàng)性的國(guó)際專利數(shù)與我國(guó)的地位遠(yuǎn)不相稱。我國(guó)功能材料在系統(tǒng)集成方面也存在不足，有待改進(jìn)和發(fā)展。
3、國(guó)內(nèi)外功能材料社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求分析
1) 功能材料的國(guó)外需求分析
根據(jù)預(yù)測(cè)， 2001年新材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)在世界市場(chǎng)的銷(xiāo)售額將超過(guò)4000億美元,，其中功能材料約占75～80%。某些特種功能材料就其單項(xiàng)而言，其市場(chǎng)也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市場(chǎng)銷(xiāo)售額已達(dá)210億美元，預(yù)期到2010年將達(dá)到800億美元；2000年超導(dǎo)材料銷(xiāo)售額已達(dá)80億美元,預(yù)測(cè)2010年的年銷(xiāo)售額預(yù)計(jì)將達(dá)到600億美元，其中高溫超導(dǎo)電力設(shè)備的全球銷(xiāo)售額可達(dá)50-60億美元,到2020年，全球與超導(dǎo)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值（按1995年的價(jià)格估算）可能達(dá)到1500億到2000億美元，其中高溫超導(dǎo)占60％；2010年全球釹鐵硼永磁材料的市場(chǎng)需求量將達(dá)14.6萬(wàn)噸,產(chǎn)值達(dá)80億美元，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值700億美元；生物醫(yī)用材料是一個(gè)正在迅速發(fā)展的高技術(shù)領(lǐng)域，目前全球生物醫(yī)用材料及制品的產(chǎn)值超過(guò)700億美元，美國(guó)約為400億美元，與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相當(dāng)，是美國(guó)經(jīng)濟(jì)中最活躍、出口量最大的6個(gè)產(chǎn)業(yè)之一，近年來(lái)一直保持每年20%以上的速率持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)前十年左右,生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)將達(dá)到藥物市場(chǎng)的份額；隨著可持續(xù)發(fā)展政策被各國(guó)政府的廣泛采納，生態(tài)環(huán)境材料的市場(chǎng)需求也將迅速增加，估計(jì)2010年的社會(huì)需求將高于500億美元�？梢�(jiàn)，在全球經(jīng)濟(jì)中，特種功能材料無(wú)論是需求的規(guī)模，還是需求的增長(zhǎng)速度，都是相當(dāng)驚人的。
2) 功能材料的國(guó)內(nèi)需求分析
中國(guó)作為一個(gè) 12億人口的大國(guó)，正在實(shí)施宏偉的第三步發(fā)展戰(zhàn)略，這一根本國(guó)情加之特種功能材料在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的重要作用和地位，決定了我國(guó)對(duì)功能材料的需求將是巨大的。
功能材料不僅是發(fā)展我國(guó)信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，而且是改造與提升我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ) ,直接關(guān)系到我國(guó)資源、環(huán)境及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)一直受到以美國(guó)為首的西方國(guó)家的封鎖和禁運(yùn)，所以我國(guó)國(guó)防用關(guān)鍵特種功能材料是不可能依靠進(jìn)口來(lái)解決的，必須要走獨(dú)立自主、自力更生的道路。如軍事通信、航空、航天、導(dǎo)彈、熱核聚變、激光武器、激光雷達(dá)、新型戰(zhàn)斗機(jī)、主戰(zhàn)坦克以及軍用高能量密度組件等，都離不開(kāi)特種功能材料的支撐。
我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)發(fā)展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是發(fā)展能源技術(shù)、提高能源生產(chǎn)和利用效率的關(guān)鍵因素，我國(guó)目前是世界上能源消費(fèi)增長(zhǎng)最快的國(guó)家，同時(shí)也是能源緊缺的國(guó)家。發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)、使用清潔能源、節(jié)約石油資源等政策措施使得新型能源轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能材料的需求不斷增加。近年來(lái)，隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國(guó)便攜式電器如手提電話、筆記本計(jì)算機(jī)用戶每年均以超過(guò) 20%的速度增加，形成了一個(gè)對(duì)小型高能量密度電池的巨大社會(huì)需求。
隨著移動(dòng)通信等新一代電子信息技術(shù)的迅速崛起，作為一大批基礎(chǔ)電子元器件技術(shù)核心的信息功能陶瓷日益成為我國(guó)發(fā)展相關(guān)高技術(shù)的需求重點(diǎn)。按照 5%的世界市場(chǎng)占有率計(jì)，2010 年我國(guó)信息功能陶瓷材料及制品的年銷(xiāo)售額將達(dá) 300億元人民幣，對(duì)信息通訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。
我國(guó)是一個(gè)稀土大國(guó)，其工業(yè)儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的 70%以上，發(fā)展稀土功能材料我國(guó)有著獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)。例如，稀土永磁材料全世界的年平均增長(zhǎng)率為23%,而我國(guó)高達(dá)60%，1995年全球的釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)總量為6000噸，其中我國(guó)為2000噸，占總量的1/3，預(yù)測(cè)2010年全球釹鐵硼永磁材料的產(chǎn)量將達(dá)14.6萬(wàn)噸，產(chǎn)值達(dá)80億美元,其中我國(guó)的產(chǎn)量將達(dá)5.4萬(wàn)噸，產(chǎn)值達(dá)20多億美元，相關(guān)器件產(chǎn)值達(dá)100～150億美元。稀土在發(fā)光、催化等領(lǐng)域的應(yīng)用也具有廣闊的市場(chǎng)需求。
我國(guó)西部還擁有一些儲(chǔ)量豐富的資源，如稀土、鎢、鈦、鉬、鉭、鈮、釩、鋰等，有的工業(yè)儲(chǔ)量甚至占世界總儲(chǔ)量的一半以上，這些資源均是特種功能材料的重要原材料。研究開(kāi)發(fā)與上述元素相關(guān)的特種功能材料，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，將大幅度地提高我國(guó)相關(guān)特種功能材料及制品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這對(duì)實(shí)現(xiàn)西部資源的高附加值利用，將西部的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)具有重要意義，將有力地支持國(guó)家的西部大開(kāi)發(fā)。
隨著我國(guó)人民生活質(zhì)量的進(jìn)一步改善和提高 ,我國(guó)潛在的生物醫(yī)用材料市場(chǎng)將很快轉(zhuǎn)化為充滿勃勃生機(jī)的現(xiàn)實(shí)市場(chǎng),從而創(chuàng)造出巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。
我國(guó)已確定“在發(fā)展中解決保護(hù)，在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展”的原則，簽署了有關(guān)國(guó)際公約，并通過(guò)了國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)，這些都為生態(tài)環(huán)境材料需求發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料，除了在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)方面具有巨大的需求之外，在政治上還對(duì)我國(guó)加入 WTO，融入國(guó)際社會(huì)，提升國(guó)際地位具有重要作用。此外，生態(tài)環(huán)境材料還對(duì)我國(guó)的“科技、人文、綠色”奧運(yùn)工程起著特殊的作用。
總之，在未來(lái)的五到十年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及國(guó)家安全對(duì)功能材料有著巨大的需求，功能材料是關(guān)系到我國(guó)能否順利實(shí)現(xiàn)第三步戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵新材料。
4、發(fā)展重點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)選擇
1) 發(fā)展重點(diǎn)
高溫超導(dǎo)材料制備與應(yīng)用技術(shù)
稀土功能材料
新型能量轉(zhuǎn)換材料與技術(shù)（能源材料）
生物醫(yī)用材料
綠色奧運(yùn)工程材料與技術(shù)
分辨離膜材料與技術(shù)（海水、氯堿膜）
印刷（制版、感光）、顯示（ OLED）材料
高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)
2) 關(guān)鍵技術(shù)選擇
能源材料
①固體氧化物燃料電池：
固體氧化物燃料電池是一種新型綠色能源裝置，比質(zhì)子交換膜燃料電池有更高的轉(zhuǎn)換效率和節(jié)能效果，可減少二氧化碳排放 50%，不產(chǎn)生NOx，已成為發(fā)達(dá)國(guó)家重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)的新能源技術(shù)。但目前研究的固體氧化物燃料電池的工作溫度達(dá)800～900℃，其關(guān)鍵部件的材料制備總是成為制約固體氧化物燃料電池發(fā)展的瓶頸。應(yīng)突破的關(guān)鍵技術(shù)主要有：a）高性能電極材料及其制備技術(shù)；b）新型電解質(zhì)材料及電極支撐電解質(zhì)隔膜的制備技術(shù)；c）電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其制備技術(shù)；d）電池的結(jié)構(gòu)、性能與表征的研究。
②光電轉(zhuǎn)換效率大于 18%的硅基太陽(yáng)能電池商品化；
研制出光電轉(zhuǎn)換效率大于 18%的低成本、大面積、可商業(yè)化的硅基太陽(yáng)能電池及其組件。
③太陽(yáng)能的綜合利用 (光電、熱電、熱交換)及其與風(fēng)力發(fā)電的耦合技術(shù)；建立總體利用效率達(dá)15%的追尾聚集光式太陽(yáng)能光電、熱電、熱交換系統(tǒng)并實(shí)用化，建立太陽(yáng)能綜合利用與風(fēng)力發(fā)電耦合的實(shí)用型分布式地面電站，并可并網(wǎng)供電。
稀土材料
①稀土催化材料
②稀土永磁材料
突破高性能 (N50)、高均勻性、高工作溫度、低溫度系數(shù)的燒結(jié)稀土永磁材料和高性能(磁能積20MGOe）粘結(jié)稀土永磁材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。
③高亮度、長(zhǎng)壽命白光 LED節(jié)能照明系統(tǒng)
低成本、高亮度、長(zhǎng)壽命白光 LED節(jié)能照明系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化并進(jìn)入普通百姓家庭。
生物醫(yī)用材料
①生物芯片；
②生物兼容性好、可降解或可誘導(dǎo)再生的人體軟、硬組織替換材料；
③具有分子識(shí)別和特異免疫功能的血液凈化材料和裝置。
生態(tài)環(huán)境材料
①有機(jī)膜分離技術(shù)：海水（或鹽堿水）淡化效率達(dá) 50%的有機(jī)膜實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化。
②固沙植被材料與技術(shù)；
③節(jié)能、環(huán)保的建筑材料及其關(guān)鍵工藝技術(shù)：
突破日產(chǎn) 2000噸的流態(tài)化水泥燒成技術(shù)，其單位能耗與粉塵排放低于目前的新型干法工藝；實(shí)現(xiàn)純氧燃燒生產(chǎn)浮法建筑玻璃的產(chǎn)業(yè)化。
特種功能材料
①無(wú)機(jī)分離催化膜：突破無(wú)機(jī)分離催化膜（透氧膜、分子篩膜、透氫膜）的關(guān)鍵制備技術(shù)，建立無(wú)機(jī)分離催化膜用于天然氣催化轉(zhuǎn)化制備合成氣和液體燃料、天然氣直接轉(zhuǎn)化制備乙烯、生物質(zhì)原料制備乙醇、天然氣制氫等方面的示范性生產(chǎn)裝置。
②大尺寸光學(xué)金剛石膜；
③有機(jī)磁性材料 :突破本征有機(jī)磁性材料的關(guān)鍵技術(shù)。
④敏感材料與傳感器。
超導(dǎo)材料
高溫超導(dǎo)材料的制備與應(yīng)用技術(shù)
功能材料是新材料領(lǐng)域的核心，對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，在全球新材料研究領(lǐng)域中，功能材料約占 85 % 。隨著信息社會(huì)的到來(lái)，特種功能材料對(duì)高新技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)和支撐作用，是二十一世紀(jì)信息、生物、能源、環(huán)保、空間等高技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料，成為世界各國(guó)新材料領(lǐng)域研究發(fā)展的重點(diǎn)，也是世界各國(guó)高技術(shù)發(fā)展中戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。
鑒于功能材料的重要地位，世界各國(guó)均十分重視功能材料技術(shù)的研究。 1989年美國(guó)200多位科學(xué)家撰寫(xiě)了《90年代的材料科學(xué)與材料工程》報(bào)告，建議政府支持的6類(lèi)材料中有5類(lèi)屬于功能材料。從1995年至2001年每?jī)赡旮乱淮蔚摹睹绹?guó)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)》報(bào)告中，特種功能材料和制品技術(shù)占了很大的 比例 。2001年日本文部省科學(xué)技術(shù)政策研究所發(fā)布的第七次技術(shù)預(yù)測(cè)研究報(bào)告中列出了影響未來(lái)的100項(xiàng)重要課題,一半以上的課題為新材料或依賴于新材料發(fā)展的課題,而其中絕大部分均為功能材料。歐盟的第六框架計(jì)劃和韓國(guó)的國(guó)家計(jì)劃等在他們的最新科技發(fā)展計(jì)劃中, 都把功能材料技術(shù)列為關(guān)鍵技術(shù)之一加以重點(diǎn)支持。各國(guó)都非常強(qiáng)調(diào)功能材料對(duì)發(fā)展本國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、保衛(wèi)國(guó)家安全、增進(jìn)人民健康和提高人民生活質(zhì)量等方面的突出作用。
1、新型功能材料國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前國(guó)際功能材料及其應(yīng)用技術(shù)正面臨新的突破，諸如超導(dǎo)材料、微電子材料、光子材料、信息材料、能源轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能材料、生態(tài)環(huán)境材料、生物醫(yī)用材料及材料的分子、原子設(shè)計(jì)等正處于日新月異的發(fā)展之中，發(fā)展功能材料技術(shù)正在成為一些發(fā)達(dá)國(guó)家強(qiáng)化其經(jīng)濟(jì)及軍事優(yōu)勢(shì)的重要手段。
超導(dǎo)材料 以NbTi、Nb3Sn為代表的實(shí)用超導(dǎo)材料已實(shí)現(xiàn)了商品化，在核磁共振人體成像（NMRI）、超導(dǎo)磁體及大型加速器磁體等多個(gè)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用；SQUID作為超導(dǎo)體弱電應(yīng)用的典范已在微弱電磁信號(hào)測(cè)量方面起到了重要作用，其靈敏度是其它任何非超導(dǎo)的裝置無(wú)法達(dá)到的。但是，由于常規(guī)低溫超導(dǎo)體的臨界溫度太低，必須在昂貴復(fù)雜的液氦(4.2K)系統(tǒng)中使用，因而嚴(yán)重地限制了低溫超導(dǎo)應(yīng)用的發(fā)展。
高溫氧化物超導(dǎo)體的出現(xiàn)，突破了溫度壁壘，把超導(dǎo)應(yīng)用溫度從液氦（ 4.2K）提高到液氮（77K）溫區(qū)。同液氦相比，液氮是一種非常經(jīng)濟(jì)的冷媒，并且具有較高的熱容量，給工程應(yīng)用帶來(lái)了極大的方便。另外，高溫超導(dǎo)體都具有相當(dāng)高的上臨界場(chǎng)[H c2 (4K)>50T]，能夠用來(lái)產(chǎn)生20T以上的強(qiáng)磁場(chǎng)，這正好克服了常規(guī)低溫超導(dǎo)材料的不足之處。正因?yàn)檫@些由本征特性Tc、Hc2所帶來(lái)的在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的巨大潛在能力，吸引了大量的科學(xué)工作者采用最先進(jìn)的技術(shù)裝備，對(duì)高Tc超導(dǎo)機(jī)制、材料的物理特性、化學(xué)性質(zhì)、合成工藝及顯微組織進(jìn)行了廣泛和深入的研究。高溫氧化物超導(dǎo)體是非常復(fù)雜的多元體系，在研究過(guò)程中遇到了涉及多種領(lǐng)域的重要問(wèn)題，這些領(lǐng)域包括凝聚態(tài)物理、晶體化學(xué)、工藝技術(shù)及微結(jié)構(gòu)分析等。一些材料科學(xué)研究領(lǐng)域最新的技術(shù)和手段，如非晶技術(shù)、納米粉技術(shù)、磁光技術(shù)、隧道顯微技術(shù)及場(chǎng)離子顯微技術(shù)等都被用來(lái)研究高溫超導(dǎo)體，其中許多研究工作都涉及了材料科學(xué)的前沿問(wèn)題。高溫超導(dǎo)材料的研究工作已在單晶、薄膜、體材料、線材和應(yīng)用等方面取得了重要進(jìn)展。
生物醫(yī)用材料 作為高技術(shù)重要組成部分的生物醫(yī)用材料已進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的新階段，其市場(chǎng)銷(xiāo)售額正以每年16%的速度遞增，預(yù)計(jì)20年內(nèi)，生物醫(yī)用材料所占的份額將趕上藥物市場(chǎng)，成為一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。生物活性陶瓷已成為醫(yī)用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是醫(yī)用高分子材料的重要方向；醫(yī)用復(fù)合生物材料的研究重點(diǎn)是強(qiáng)韌化生物復(fù)合材料和功能性生物復(fù)合材料，帶有治療功能的HA生物復(fù)合材料的研究也十分活躍。
能源材料 太陽(yáng)能電池材料是新能源材料研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，IBM公司研制的多層復(fù)合太陽(yáng)能電池，轉(zhuǎn)換率高達(dá)40%。美國(guó)能源部在全部氫能研究經(jīng)費(fèi)中，大約有50%用于儲(chǔ)氫技術(shù)。固體氧化物燃料電池的研究十分活躍，關(guān)鍵是電池材料，如固體電解質(zhì)薄膜和電池陰極材料，還有質(zhì)子交換膜型燃料電池用的有機(jī)質(zhì)子交換膜等，都是目前研究的熱點(diǎn)。
生態(tài)環(huán)境材料 生態(tài)環(huán)境材料是20世紀(jì)90年代在國(guó)際高技術(shù)新材料研究中形成的一個(gè)新領(lǐng)域，其研究開(kāi)發(fā)在日、美、德等發(fā)達(dá)國(guó)家十分活躍，主要研究方向是：①直接面臨的與環(huán)境問(wèn)題相關(guān)的材料技術(shù)，例如，生物可降解材料技術(shù)，CO 2 氣體的固化技術(shù)，SOx、NOx催化轉(zhuǎn)化技術(shù)、廢物的再資源化技術(shù)，環(huán)境污染修復(fù)技術(shù)，材料制備加工中的潔凈技術(shù)以及節(jié)省資源、節(jié)省能源的技術(shù)；②開(kāi)發(fā)能使經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境協(xié)調(diào)性材料，如仿生材料、環(huán)境保護(hù)材料、氟里昂、石棉等有害物質(zhì)的替代材料、綠色新材料等；③材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)。
智能材料 智能材料是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料，是現(xiàn)代高技術(shù)新材料發(fā)展的重要方向之一，將支撐未來(lái)高技術(shù)的發(fā)展，使傳統(tǒng)意義下的功能材料和結(jié)構(gòu)材料之間的界線逐漸消失，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能化、功能多樣化。科學(xué)家預(yù)言，智能材料的研制和大規(guī)模應(yīng)用將導(dǎo)致材料科學(xué)發(fā)展的重大革命。國(guó)外在智能材料的研發(fā)方面取得很多技術(shù)突破，如英國(guó)宇航公司在導(dǎo)線傳感器，用于測(cè)試飛機(jī)蒙皮上的應(yīng)變與溫度情況；英國(guó)開(kāi)發(fā)出一種快速反應(yīng)形狀記憶合金，壽命期具有百萬(wàn)次循環(huán)，且輸出功率高，以它作制動(dòng)器時(shí)、反應(yīng)時(shí)間，僅為10分鐘；在壓電材料、磁致伸縮材料、導(dǎo)電高分子材料、電流變液和磁流變液等智能材料驅(qū)動(dòng)組件材料在航空上的應(yīng)用取得大量創(chuàng)新成果。
2、國(guó)內(nèi)功能材料發(fā)展的現(xiàn)狀和差距
我國(guó)非常重視功能材料的發(fā)展，在國(guó)家攻關(guān)、“ 863”、“973”、國(guó)家自然科學(xué)基金等計(jì)劃中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”國(guó)防計(jì)劃中還將特種功能材料列為“國(guó)防尖端”材料。這些科技行動(dòng)的實(shí)施，使我國(guó)在功能材料領(lǐng)域取得了豐碩的成果。在“863”計(jì)劃支持下，開(kāi)辟了超導(dǎo)材料、平板顯示材料、稀土功能材料、生物醫(yī)用材料、儲(chǔ)氫等新能源材料，金剛石薄膜，高性能固體推進(jìn)劑材料，紅外隱身材料，材料設(shè)計(jì)與性能預(yù)測(cè)等功能材料新領(lǐng)域，取得了一批接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的研究成果，在國(guó)際上占有了一席之地。鎳氫電池、鋰離子電池的主要性能指標(biāo)和生產(chǎn)工藝技術(shù)均達(dá)到了國(guó)外的先進(jìn)水平，推動(dòng)了鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)化；功能陶瓷材料的研究開(kāi)發(fā)取得了顯著進(jìn)展，以片式電子組件為目標(biāo)，我國(guó)在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低燒瓷料和賤金屬電極上形成了自己的特色并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，使片式電容材料及其組件進(jìn)入了世界先進(jìn)行列； 高檔釹鐵硼產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得顯著進(jìn)展，在某些成分配方和相關(guān)技術(shù)上取得了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)； 功能材料還在“兩彈一星”、“四大裝備四顆星”等國(guó)防工程中作出了舉足輕重的貢獻(xiàn)。
目前世界各國(guó)功能材料的研究極為活躍，充滿了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，新技術(shù)、新專利層出不窮。發(fā)達(dá)國(guó)家企圖通過(guò)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的形式在特種功能材料領(lǐng)域形成技術(shù)壟斷，并試圖占領(lǐng)中國(guó)廣闊的市場(chǎng)，這種態(tài)勢(shì)已引起我國(guó)的高度重視。近年來(lái)，我國(guó)在新型稀土永磁、生物醫(yī)用、生態(tài)環(huán)境材料、催化材料與技術(shù)等領(lǐng)域加強(qiáng)了專利保護(hù)。但是，我們應(yīng)該看到，我國(guó)目前功能材料的創(chuàng)新性研究不夠，申報(bào)的專利數(shù)，尤其是具有原創(chuàng)性的國(guó)際專利數(shù)與我國(guó)的地位遠(yuǎn)不相稱。我國(guó)功能材料在系統(tǒng)集成方面也存在不足，有待改進(jìn)和發(fā)展。
3、國(guó)內(nèi)外功能材料社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求分析
1) 功能材料的國(guó)外需求分析
根據(jù)預(yù)測(cè)， 2001年新材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)在世界市場(chǎng)的銷(xiāo)售額將超過(guò)4000億美元,，其中功能材料約占75～80%。某些特種功能材料就其單項(xiàng)而言，其市場(chǎng)也是巨大的。1995年信息功能陶瓷材料及其制品的世界市場(chǎng)銷(xiāo)售額已達(dá)210億美元，預(yù)期到2010年將達(dá)到800億美元；2000年超導(dǎo)材料銷(xiāo)售額已達(dá)80億美元,預(yù)測(cè)2010年的年銷(xiāo)售額預(yù)計(jì)將達(dá)到600億美元，其中高溫超導(dǎo)電力設(shè)備的全球銷(xiāo)售額可達(dá)50-60億美元,到2020年，全球與超導(dǎo)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值（按1995年的價(jià)格估算）可能達(dá)到1500億到2000億美元，其中高溫超導(dǎo)占60％；2010年全球釹鐵硼永磁材料的市場(chǎng)需求量將達(dá)14.6萬(wàn)噸,產(chǎn)值達(dá)80億美元，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值700億美元；生物醫(yī)用材料是一個(gè)正在迅速發(fā)展的高技術(shù)領(lǐng)域，目前全球生物醫(yī)用材料及制品的產(chǎn)值超過(guò)700億美元，美國(guó)約為400億美元，與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相當(dāng)，是美國(guó)經(jīng)濟(jì)中最活躍、出口量最大的6個(gè)產(chǎn)業(yè)之一，近年來(lái)一直保持每年20%以上的速率持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)前十年左右,生物醫(yī)用材料產(chǎn)業(yè)將達(dá)到藥物市場(chǎng)的份額；隨著可持續(xù)發(fā)展政策被各國(guó)政府的廣泛采納，生態(tài)環(huán)境材料的市場(chǎng)需求也將迅速增加，估計(jì)2010年的社會(huì)需求將高于500億美元�？梢�(jiàn)，在全球經(jīng)濟(jì)中，特種功能材料無(wú)論是需求的規(guī)模，還是需求的增長(zhǎng)速度，都是相當(dāng)驚人的。
2) 功能材料的國(guó)內(nèi)需求分析
中國(guó)作為一個(gè) 12億人口的大國(guó)，正在實(shí)施宏偉的第三步發(fā)展戰(zhàn)略，這一根本國(guó)情加之特種功能材料在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的重要作用和地位，決定了我國(guó)對(duì)功能材料的需求將是巨大的。
功能材料不僅是發(fā)展我國(guó)信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，而且是改造與提升我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ) ,直接關(guān)系到我國(guó)資源、環(huán)境及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
我國(guó)國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)一直受到以美國(guó)為首的西方國(guó)家的封鎖和禁運(yùn)，所以我國(guó)國(guó)防用關(guān)鍵特種功能材料是不可能依靠進(jìn)口來(lái)解決的，必須要走獨(dú)立自主、自力更生的道路。如軍事通信、航空、航天、導(dǎo)彈、熱核聚變、激光武器、激光雷達(dá)、新型戰(zhàn)斗機(jī)、主戰(zhàn)坦克以及軍用高能量密度組件等，都離不開(kāi)特種功能材料的支撐。
我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)發(fā)展新型能源及能源材料具有迫切的需求。能源材料是發(fā)展能源技術(shù)、提高能源生產(chǎn)和利用效率的關(guān)鍵因素，我國(guó)目前是世界上能源消費(fèi)增長(zhǎng)最快的國(guó)家，同時(shí)也是能源緊缺的國(guó)家。發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)、使用清潔能源、節(jié)約石油資源等政策措施使得新型能源轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能材料的需求不斷增加。近年來(lái)，隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國(guó)便攜式電器如手提電話、筆記本計(jì)算機(jī)用戶每年均以超過(guò) 20%的速度增加，形成了一個(gè)對(duì)小型高能量密度電池的巨大社會(huì)需求。
隨著移動(dòng)通信等新一代電子信息技術(shù)的迅速崛起，作為一大批基礎(chǔ)電子元器件技術(shù)核心的信息功能陶瓷日益成為我國(guó)發(fā)展相關(guān)高技術(shù)的需求重點(diǎn)。按照 5%的世界市場(chǎng)占有率計(jì)，2010 年我國(guó)信息功能陶瓷材料及制品的年銷(xiāo)售額將達(dá) 300億元人民幣，對(duì)信息通訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有舉足輕重的作用。
我國(guó)是一個(gè)稀土大國(guó)，其工業(yè)儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的 70%以上，發(fā)展稀土功能材料我國(guó)有著獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)。例如，稀土永磁材料全世界的年平均增長(zhǎng)率為23%,而我國(guó)高達(dá)60%，1995年全球的釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)總量為6000噸，其中我國(guó)為2000噸，占總量的1/3，預(yù)測(cè)2010年全球釹鐵硼永磁材料的產(chǎn)量將達(dá)14.6萬(wàn)噸，產(chǎn)值達(dá)80億美元,其中我國(guó)的產(chǎn)量將達(dá)5.4萬(wàn)噸，產(chǎn)值達(dá)20多億美元，相關(guān)器件產(chǎn)值達(dá)100～150億美元。稀土在發(fā)光、催化等領(lǐng)域的應(yīng)用也具有廣闊的市場(chǎng)需求。
我國(guó)西部還擁有一些儲(chǔ)量豐富的資源，如稀土、鎢、鈦、鉬、鉭、鈮、釩、鋰等，有的工業(yè)儲(chǔ)量甚至占世界總儲(chǔ)量的一半以上，這些資源均是特種功能材料的重要原材料。研究開(kāi)發(fā)與上述元素相關(guān)的特種功能材料，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，取得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，將大幅度地提高我國(guó)相關(guān)特種功能材料及制品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這對(duì)實(shí)現(xiàn)西部資源的高附加值利用，將西部的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)具有重要意義，將有力地支持國(guó)家的西部大開(kāi)發(fā)。
隨著我國(guó)人民生活質(zhì)量的進(jìn)一步改善和提高 ,我國(guó)潛在的生物醫(yī)用材料市場(chǎng)將很快轉(zhuǎn)化為充滿勃勃生機(jī)的現(xiàn)實(shí)市場(chǎng),從而創(chuàng)造出巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。
我國(guó)已確定“在發(fā)展中解決保護(hù)，在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展”的原則，簽署了有關(guān)國(guó)際公約，并通過(guò)了國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)，這些都為生態(tài)環(huán)境材料需求發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。發(fā)展生態(tài)環(huán)境材料，除了在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)方面具有巨大的需求之外，在政治上還對(duì)我國(guó)加入 WTO，融入國(guó)際社會(huì)，提升國(guó)際地位具有重要作用。此外，生態(tài)環(huán)境材料還對(duì)我國(guó)的“科技、人文、綠色”奧運(yùn)工程起著特殊的作用。
總之，在未來(lái)的五到十年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及國(guó)家安全對(duì)功能材料有著巨大的需求，功能材料是關(guān)系到我國(guó)能否順利實(shí)現(xiàn)第三步戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)鍵新材料。
4、發(fā)展重點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)選擇
1) 發(fā)展重點(diǎn)
高溫超導(dǎo)材料制備與應(yīng)用技術(shù)
稀土功能材料
新型能量轉(zhuǎn)換材料與技術(shù)（能源材料）
生物醫(yī)用材料
綠色奧運(yùn)工程材料與技術(shù)
分辨離膜材料與技術(shù)（海水、氯堿膜）
印刷（制版、感光）、顯示（ OLED）材料
高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)
2) 關(guān)鍵技術(shù)選擇
能源材料
①固體氧化物燃料電池：
固體氧化物燃料電池是一種新型綠色能源裝置，比質(zhì)子交換膜燃料電池有更高的轉(zhuǎn)換效率和節(jié)能效果，可減少二氧化碳排放 50%，不產(chǎn)生NOx，已成為發(fā)達(dá)國(guó)家重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)的新能源技術(shù)。但目前研究的固體氧化物燃料電池的工作溫度達(dá)800～900℃，其關(guān)鍵部件的材料制備總是成為制約固體氧化物燃料電池發(fā)展的瓶頸。應(yīng)突破的關(guān)鍵技術(shù)主要有：a）高性能電極材料及其制備技術(shù)；b）新型電解質(zhì)材料及電極支撐電解質(zhì)隔膜的制備技術(shù)；c）電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其制備技術(shù)；d）電池的結(jié)構(gòu)、性能與表征的研究。
②光電轉(zhuǎn)換效率大于 18%的硅基太陽(yáng)能電池商品化；
研制出光電轉(zhuǎn)換效率大于 18%的低成本、大面積、可商業(yè)化的硅基太陽(yáng)能電池及其組件。
③太陽(yáng)能的綜合利用 (光電、熱電、熱交換)及其與風(fēng)力發(fā)電的耦合技術(shù)；建立總體利用效率達(dá)15%的追尾聚集光式太陽(yáng)能光電、熱電、熱交換系統(tǒng)并實(shí)用化，建立太陽(yáng)能綜合利用與風(fēng)力發(fā)電耦合的實(shí)用型分布式地面電站，并可并網(wǎng)供電。
稀土材料
①稀土催化材料
②稀土永磁材料
突破高性能 (N50)、高均勻性、高工作溫度、低溫度系數(shù)的燒結(jié)稀土永磁材料和高性能(磁能積20MGOe）粘結(jié)稀土永磁材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)。
③高亮度、長(zhǎng)壽命白光 LED節(jié)能照明系統(tǒng)
低成本、高亮度、長(zhǎng)壽命白光 LED節(jié)能照明系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化并進(jìn)入普通百姓家庭。
生物醫(yī)用材料
①生物芯片；
②生物兼容性好、可降解或可誘導(dǎo)再生的人體軟、硬組織替換材料；
③具有分子識(shí)別和特異免疫功能的血液凈化材料和裝置。
生態(tài)環(huán)境材料
①有機(jī)膜分離技術(shù)：海水（或鹽堿水）淡化效率達(dá) 50%的有機(jī)膜實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化。
②固沙植被材料與技術(shù)；
③節(jié)能、環(huán)保的建筑材料及其關(guān)鍵工藝技術(shù)：
突破日產(chǎn) 2000噸的流態(tài)化水泥燒成技術(shù)，其單位能耗與粉塵排放低于目前的新型干法工藝；實(shí)現(xiàn)純氧燃燒生產(chǎn)浮法建筑玻璃的產(chǎn)業(yè)化。
特種功能材料
①無(wú)機(jī)分離催化膜：突破無(wú)機(jī)分離催化膜（透氧膜、分子篩膜、透氫膜）的關(guān)鍵制備技術(shù)，建立無(wú)機(jī)分離催化膜用于天然氣催化轉(zhuǎn)化制備合成氣和液體燃料、天然氣直接轉(zhuǎn)化制備乙烯、生物質(zhì)原料制備乙醇、天然氣制氫等方面的示范性生產(chǎn)裝置。
②大尺寸光學(xué)金剛石膜；
③有機(jī)磁性材料 :突破本征有機(jī)磁性材料的關(guān)鍵技術(shù)。
④敏感材料與傳感器。
超導(dǎo)材料
高溫超導(dǎo)材料的制備與應(yīng)用技術(shù)
