1. 关键战略质料
1.1. 关键战略质料包罗高性能纤维及其复合质料、稀土功能质料、新能源质料、信息功能质料、生物医用质料等
1.2. 是支持和保障航天装备、航空发动机、海洋工程、轨道交通、舰船车辆、生物医疗等范畴高端应用的关键核心质料
1.3. 是实验新能源、电动汽车、智能电网、聪明医疗、新一代信息技能和国防尖端技能等庞大战略必要的关键保障质料，其快速发展已成为质料科学范畴的告急趋势
2. 高性能纤维及其复合质料
2.1. 高性能纤维及其复合质料是环球质料科学范畴的重点研究对象，包罗碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和玄武岩纤维等
2.2. 拥有独特的性能，如轻质、高强度、耐高温及特殊化学性子等，在航空航天、军事国防、汽车工业和修建等多个范畴得到了广泛应用
3. 各国加速纤维复合质料开发
3.1. 支持“质料与制造资源服从”（REforMM）协作研发比赛的18个研发项目，以提升制造业资源服从、掩护情况并确保供应链弹性
- 3.1.1. 用于晶格超质料布局筹划及增材制造的数字模子
- 3.1.2. 用于铸件修复和再利用的增材制造技能
- 3.1.3. 以碳中性农林业衍生树脂为原质料开发汽车制造关键质料
- 3.1.4. 利用石墨烯增强混凝土强度的制造工艺规模扩大
- 3.1.5. 利用可采取的碳基质料支架制备高性能3D锂负极
- 3.1.6. 进步纯铜生产服从
- 3.1.7. 资源高效型作动器增材制造工艺
- 3.1.8. 优化碳化硅纤维生产工艺，实现净零目的等
3.2. 可一连飞机项目，旨在通过可一连衍生的热塑性复合质料，以最大限度地镌汰飞机整个生命周期内对情况的影响
- 3.2.1. 夸大了质料在可一连航空范畴的关键作用
- 3.2.2. 将进步可一连复合质料在航空市场的实用性，包罗树脂/纤维特性、复合质料制造和测试、质料状态感知的集成传感、盘算质料建模和生命周期分析
4. 轻质高性能纤维复合质料应用
4.1. 复旦大学的研究职员陈诉了一种在电极中筹划通道布局的计谋，以连合聚合物凝胶电解质，并为高性能可穿着电池形成精密稳固的界面
- 4.1.1. 该研究展示出纤维锂离子电池巨大的应用远景，有望在柔性电子、生物医学工程、太空探索和可穿着装备等多个范畴得到实际应用
4.2. VNIINM利用数字孪生技能开发出基于碳化硅的复合燃料包壳
- 4.2.1. 碳化硅包壳变乱容错燃料可完全消除蒸汽-锆反应的风险，但该质料难以推测且易碎，无法利用金属技能制造燃料管
- 4.2.2. 用碳化硅纤维编织框架，并用基于雷同碳化硅的基质质料浸透
4.3. 开发出了可以大概遭受非常温度的碳化硅核燃料包壳
- 4.3.1. 彻底改变工业制造核燃料的方式
- 4.3.2. GA-EMS将其定名为SiGA，SiGA包壳由碳化硅制成，碳化硅可以遭受比熔融岩浆更高的温度，为相识决碳化硅易碎的题目，GA-EMS在包壳中参加碳化硅纤维，制成了一种坚固耐用的工程碳化硅复合质料
- 4.3.3. 可遭受高达2900摄氏度的高温—比锆合金的熔点高出约1050摄氏度
4.4. 首艘带有“Wind Challenger”刚性帆推进体系的液化天然气运输船
- 4.4.1. 是商船三井与日本大岛造船厂互助完成的一种动力推进装置，由刚性纤维增强质料和可伸缩的三块硬帆构成
- 4.4.2. 刚性帆被放置在船头，可以大概将风力转化为动力，在节能方面已经取得了积极效果
4.5. 北京航空航天大学研制出环球首款百千米级氢动力多旋翼无人机“天目山一号”，具有超长续航、超低温情况顺应性和零碳环保特性
- 4.5.1. 无人机接纳一体化成型轻质碳纤维机身，空机质量19千克，最大挂载质量6千克，最大续航4小时，其长续航得益于完全自研的氢动力体系
- 4.5.2. 氢动力体系由氢燃料电池及储氢装置构成，此中接纳的风冷燃料电池堆，能量密度最大可凌驾1000瓦时/千克，约为锂电池的5～6倍，极大地进步了无人机的续航本领
- 4.5.3. 也是环球首款集成降落伞筹划的量产型氢动力无人机
4.6. 乐成摆设了由柔性聚合物和碳纤维质料制成的复合太阳帆体系
- 4.6.1. 该体系是一种可伸缩管状吊杆体系，发射时内卷在立方体卫星内，并在轨睁开，完全睁开后尺寸约合80平方米
- 4.6.2. 太阳帆体系的反射性聚合物板可以利用太阳发射的光子能量来推动航天器，不必要推进剂
4.7. 橡树岭国家实验室的研究职员制造出完全可采取的轻型风力涡轮机叶片尖端，并被授予ACE复合质料杰出奖
4.8. L3哈里斯技能（L3 Harris）公司向美水师交付首批接纳锂离子被动抗传播（Li-ion PPR）电池组技能的Iver4900无人潜航器，并将其摆设到美水师潜艇上，通过鱼雷管布放采取
4.9. 橡树岭国家实验室和塞拉太空公司的研究职员开发了一种新型碳化硅热防护体系（TPS），用于可重复利用的贸易航天器
- 4.9.1. TPS由先辈质料制成的瓦片外貌和绝缘瓦片背衬构成，将碳化硅的高暖和腐蚀稳固性能与碳纤维的高强度和高温划一性相连合，安装在航天器上后，可以大概遭受多次发射和短时间内重返大气层的极高温度，对于提供绝缘掩护和稳固的飞举措力至关告急
4.10. AMSL Aero公司自主研发的首架氢动力垂直起降飞机Vertiia乐成完成初次自主飞行
- 4.10.1. Vertiia是一款接纳氢燃料电池驱动的倾转旋翼电动飞机，配备八个电动螺旋桨，通过电池体系提供动力，最大航程可达1000千米，巡航时速300千米，运行资本仅为传统直升机的30%，可以大概搭载一名飞行员和四名搭客
4.11. 欧洲北马其顿Mikrosam公司向西班牙Cidetec研究机构交付了配备自动胶带放置（ATP）头的呆板人纤维缠绕机，将用于氢气储罐的生产和飞机复合质料布局的制造和维护
- 4.11.1. 该体系配备了六轴机器臂和双轴控制，可容纳差别直径和长度的心轴
- 4.11.2. 该装备将用于氢气储罐的生产和飞机复合质料布局的制造和维护
4.12. 布里斯托大学研究职员将四种碳纤维增强复合太空质料送往国际空间站（ISS），在非常条件下担当测试，或将用于建立空间站和宇宙飞船
- 4.12.1. 将以每小时27359千米的速率绕地球飞行9000圈，担当住零下150摄氏度至120摄氏度的温度、高速太空垃圾撞击、电磁辐射以及高真空和原子氧腐蚀的磨练
4.13. Collier Aerospace公司公布其筹划和分析软件HyperX被选中用于低音爆X-59飞机碳纤维增强聚合物（CFRP）鼻锥的布局分析和测试验证
- 4.13.1. 该软件可将鼻锥的重量减轻25%以上，同时保持尺寸稳固性，评估各种负载情况，并提供详细的应力陈诉，以支持零件的生产制造
5. 3D打印纤维复合质料布局
5.1. Agnikul Cosmos公司乐成完成印度首个3D打印火箭“亚轨道技能演示器”亚轨道飞行测试，标记着印度太空前沿技能取得新突破
- 5.1.1. 此次测试是该公司的第五次3D打印火箭亚轨道实验飞行，飞行历时120秒，升空高度达8千米，随后坠入孟加拉湾，飞行性能符合预期
- 5.1.2. 该火箭核心推进体系是由该公司自主研制的全3D打印半低温发动机，接纳非低温精粹火油液体推进剂提供动力，此中每台发动机可提供约6.2千牛的推力
5.2. Rocket Lab公司利用3D打印机制作汗青上最大的碳复合质料火箭布局
- 5.2.1. 是一台定制的天下上最大的自动纤维铺放机（AFP），高12米，每分钟可铺放100米一连碳纤维复合质料
- 5.2.2. 利用传统的手工方法制作第二级圆顶必要数周时间，而AFP呆板只需24小时，利用AFP技能制作火箭布局预计将节流凌驾15万小时
- 5.2.3. 该火箭将成为天下首枚中型碳复合质料火箭
6. 纤维复合质料电池
6.1. 开发出单向碳纤维增强柔性压电纳米复合质料，并基于该质料筹划出一种新型高强度柔性装备，该装备可将人体运动的动能转化为电能
- 6.1.1. 单向碳纤维是一种仅在纤维方向提供强度的各向异性子料
- 6.1.2. 研究职员利用单向碳纤维织物、铌酸钾钠（KNN）纳米粒子与环氧树脂（EP）肴杂，制备出UDCF/KNN-EP柔性压电复合质料，显着进步了压电复合质料的机器性能
- 6.1.3. 该研究结果有助于开发机动、耐用的自供电物联网传感器，从而制造先辈的多功能物联网装备
6.2. 利用刚性和硬度都很高的碳纤维通过化学方式储存电能，开发出一种轻质、多功能的碳纤维布局电池
- 6.2.1. 由碳纤维复合质料制成，其刚度与铝相称，且能量密度足以贸易化应用（能量密度30瓦时/千克）
- 6.2.2. 布局电池可作为像铝一样的构造承载载荷（弹性模量70吉帕），配备布局电池的电动汽车重量大幅低落，使电动汽车能量斲丧低落、续航里程进步70%
6.3. 开发新型碳纤维复合布局电池，可提供高能量密度
- 6.3.1. 早期布局电池是将商用锂离子电池嵌入层状复合质料中，电池的机器性能与电化学性能集成度较低，质料加工、组装和筹划优化面临寻衅，难以实现贸易化
- 6.3.2. 该方法增长了电极与电解液的打仗面积，从而得到了高密度布局电池，进步了电化学性能
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