新材料與未來世界

目錄
總序
前言
第一章材料科技改變未來1
第—節(jié)材料對人類社會發(fā)展的貢獻4
一、材料是人類社會發(fā)展劃時代的里程碑4
二、材料是工業(yè)革命的基礎(chǔ)6
三、未來材料與新一輪科技和工業(yè)革命9
第二節(jié)未來材料發(fā)展趨勢14
一、市場需求旺盛，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大14
二、新材料、新技術(shù)持續(xù)突破15
三、可持續(xù)發(fā)展和綠色材料勢在必行16
四、功能材料、智能材料成為發(fā)展主流17
第三節(jié)代表性未來材料18
一、石墨烯19
二、碳纖維及復(fù)合材料20
三、液態(tài)金屬21
四、記憶玻璃22
五、分離膜材料23
六、氣凝膠24
七、納米纖維素25
第四節(jié)結(jié)論27
第二章發(fā)掘生存新源泉——新能源材料29
第二章發(fā)掘生存新源泉——新能源材料29
第一節(jié)當今的新能源材料33
—、太陽能電池材料35
二、氫能系統(tǒng)中的關(guān)鍵材料43
三、先進儲能材料53
第二節(jié)面向2049的新能源材料61
一、太陽能電池材料61
二、氫能系統(tǒng)中的關(guān)鍵材料72
三、先進儲能材料81
第三節(jié)新能源材料在未來社會中的應(yīng)用98
一、太陽能材料在未來社會中的應(yīng)用98
二、氫能材料在未來社會中的應(yīng)用105
三、儲能材料在未來社會中的應(yīng)用111
四、新能源在未來社會中的應(yīng)用119
第三章綠色發(fā)展的關(guān)鍵和器——節(jié)育不保材料131
第一節(jié)今天的節(jié)能環(huán)保材料135
—、照亮璀璨未來——固態(tài)照明材料135
二、零排放房屋不是夢——綠色建筑材料151
三、生態(tài)文明與環(huán)境協(xié)調(diào)的踐行者——環(huán)境生態(tài)材料155
第二節(jié)面向2049的節(jié)能環(huán)保材料164
—、固態(tài)照明材料164
二、綠色建材176
三、環(huán)境生態(tài)材料184
第三節(jié)節(jié)能環(huán)保材料在未來社會中的應(yīng)用191
—、應(yīng)用領(lǐng)域191
二、應(yīng)用案例199
第四章小芯片撬動大世界——電子信息材料 207
第—節(jié)今天的電子信息材料210
—、微電子材料211
二、存儲器材料216
三、信息材料與技術(shù)223
第二節(jié)面向2049的電子信息材料235
一、微納電子產(chǎn)業(yè)及材料的發(fā)展趨勢235
二、新存儲技術(shù)與新型存儲器材料242
三、信息材料的發(fā)展方向246
第五章人類的健康衛(wèi)士——生物材料257
第一節(jié)今天的生物材料263
—、生物醫(yī)用材料與醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)263
二、生物仿生材料與新材料開發(fā)264
第二節(jié)面向2049的生物材料266
一、生物材料的社會需求和發(fā)展目標266
二、生物材料未來發(fā)展趨勢及特點269
三、生物醫(yī)用材料的前沿方向和重點領(lǐng)域271
四、生物仿生材料的前沿方向和重點領(lǐng)域273
第三節(jié)影響未來人類生活的生物材料領(lǐng)域276
一、生物功能化醫(yī)用金屬材料及技術(shù)276
二、組織再生修復(fù)材料及技術(shù)280
三、腫瘤多模式診療材料及技術(shù)284
四、生物3D打印材料及技術(shù)288
五、納米生物材料及生物傳感技術(shù)294
六、新型仿生材料及技術(shù)301
第六章聰明人偷懶的選擇——智能材料307
第—節(jié)今天的智能材料312
—、智能材料的現(xiàn)狀分析312
二、智能材料在當前社會中的應(yīng)用現(xiàn)狀320
三、智能材料系統(tǒng)的核心材料——敏感材料與
驅(qū)動材料現(xiàn)狀分析323
第二節(jié)面向2049的智能材料系統(tǒng)325
一、2049年智能材料系統(tǒng)的主要特點與發(fā)展
趨勢325
二、可能具代表性、影響力的若干個技術(shù)方向330
三、可能實現(xiàn)突破的若干個技術(shù)方向334
四、2049年智能材料系統(tǒng)可能的應(yīng)用領(lǐng)域335
第三節(jié)智能材料系統(tǒng)與未來的人類生活341
一、智能材料系統(tǒng)帶給公眾、企業(yè)的影響342
二、智能材料系統(tǒng)在未來社會中應(yīng)用的若干可能情景344
三、智能材料系統(tǒng)得以實現(xiàn)的路徑和條件348
第七章顛覆性技術(shù)的成就者——超材料353
第一節(jié)今天的超材料357
—、超材料概述357
二、超材料現(xiàn)階段研究進展概述360
三、我國在超材料研究領(lǐng)域的貢獻370
四、未來超材料的發(fā)展趨勢和特點分析372
第二節(jié)面向2049的超材料376
—、未來的軍事電磁隱形衣376
二、未來的高精度無損耗成像系統(tǒng)380
三、未來的電磁波能量收集技術(shù)384
四、未來的地震減震超材料385
第三節(jié)超材料在未來社會中的作用387
—、超材料對加工制造業(yè)的革命性顛覆387
二、超材料對民眾日常生活的巨大影響390
三、超材料對國防和軍事的深遠意義392
第八章讓材料擁有生命和智慧——材料基因工程中的材料設(shè)計與模擬395
第一節(jié)前言397
—、材料設(shè)計與模擬的主要內(nèi)容397
二、材料設(shè)計與模擬與中國社會經(jīng)濟發(fā)展397
三、中國的“材料基因工程”計劃399
第二節(jié)2049年材料設(shè)計與模擬方法發(fā)展401
—、電子結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的發(fā)展401
二、原子尺度材料設(shè)計與模擬方法的發(fā)展402
三、分子尺度材料設(shè)計與模擬方法的發(fā)展404
第三節(jié)多尺度高通量的材料設(shè)計與模擬408
一、多尺度高通量材料設(shè)計與模擬的特點408
二、多尺度高通量材料設(shè)計與模擬的發(fā)展現(xiàn)狀409
三、多尺度高通量材料設(shè)計與模擬展望411
第四節(jié)材料數(shù)據(jù)庫413
一、材料數(shù)據(jù)庫的發(fā)展現(xiàn)狀413
二、常用材料數(shù)據(jù)庫414
第五節(jié)材料設(shè)計與模擬的應(yīng)用和社會影響418
—、新型能源材料的設(shè)計與模擬418
二、新型信息材料的設(shè)計與模擬426
三、智能材料的設(shè)計與模擬方法430
四、材料設(shè)計與模擬對未來社會的影響434
第九章未來場景441
第一節(jié)未來生活443
一、衣——閃閃的科技時裝秀443
二、食——SSL+時代下的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)445
三、住——會發(fā)電的房子(零能房屋)446
四、行——未來汽車448
第二節(jié)未來健康與城市450
一、健康——構(gòu)筑未來“健康長壽社會”美好愿景450
二、綠色城市——原來生活可以更美459
三、智能城市——i-City，智慧貼心零距離461
第三節(jié)未來能源與國防470
—、能源供給——大規(guī)模儲能電池的應(yīng)用470
二、智能國防——智能材料鑄就鋼鐵長城472
參考文獻479
后記503