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美国材料基因工程典型材料有哪些应用?

更新时间:2018-02-04      点击次数:1717

 

美国材料基因工程典型材料有哪些应用?
在过去五年中,美国能源部(DOE)、国防部(DOD)、国家科学基金会(NSF)、
国家标准与技术研究所(NIST)以及美国宇航局(NASA)在内的联邦机构,已经在资源
和基础设施方面大力投入支撑该项计划。美国在典型材料重点示范应用领域已取得了一
系列的成果。
1. 航空航天高性能材料领域示范应用
美国国防部空jun研究实验室、通用电气航空集团以及洛克希德马丁企业(Lockheed
Martin)合作,通过将过程模拟与机械分析相结合,以更低的成本、更短的周期设计出新
型飞机部件。

美国国防部空jun研究实验室的科研人员成功研发了一种自动化系统,可以实现材料
创建、测试材料属性、结果评估以及实行下一个*实验等功能。利用这种自动化系统
可以显著加快研发速度,从而了解如何更好地生产应用于飞机领域的碳纳米管等高性能
材料。
2. 能源材料领域示范应用
美国国防部陆jun研究实验室通过广泛与学术以及工业领域的研究人员合作,建立了
“ 材料多尺度研究企业 ”,重点开发新材料以满足未来军dui的需求。其中,犹他大学领导
的 “ 电子材料多尺度建模 ” 重点专注于电池与电子领域的研究应用。
美国可再生能源实验室领导的能源前沿研究中心通过 “ 下一代设计材料 ” 计划,来识
别和测试环境友好的钙钛矿太阳能材料替代品。通过与麻省理工学院能源前沿研究中心
合作成功对六种候选材料进行了表征,其中两种新材料表现出了优良的属性。
美国能源部通过资助加州大学伯克利分校,建立了 “ 材料项目 ”。该项目主要包括通
过高性能计算和先进理论工具来确定新材料,以及预测新材料的属性,zui终建立了一个
开放数据库。研发人员可以充分利用数据库信息,设计应用于清洁能源领域的新材料。
5. 复合材料领域示范应用
美国橡树岭国家实验室通过建立“制造示范工厂”,将模拟、材料表征以及原位过
程监控紧密结合在一起。该示范工厂将有利于推动低成本碳纤维复合材料在汽车领域的
商业应用。
6. 医用材料领域示范应用
国家标准与技术研究所、西北大学、芝加哥大学以及阿贡国家实验室合作,共同建
立了“分层材料设计中心”。研发人员开发了材料创新基础设施中的关键组件,实现航
空航天、电子和医疗保健等领域新材料的设计制造。
3. 功能材料领域示范应用
在美国国家科学基金会以及能源部的资助下,威斯康星大学麦迪逊分校的研发人员,
利用实验与计算方法,成功设计出兼具金属键和极性键两种特性的多功能材料。此种新
材料在未来设备中,可以充分发挥电性、磁性以及光学功能。
4. 稀土材料领域示范应用
美国能源部关键材料研究所依靠材料基因组的方法加速发现、开发稀土替代品(高
效照明的新型磷光体)。

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