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　　一是锂离子 (Li-ion) 的主导职位和石墨烯的引入

　　一是锂离子 (Li-ion) 的主导职位和石墨烯的引入。锂离子电池 (LIB) 正在成为储能的枢纽，锂离子动力电动汽车的不竭增加招致锂离子手艺的前进和锂基电池价钱的稳步降落。固然锂离子电池比其他电池储能手艺更受欢送，但思索到其在电动汽车新型建材产物 修建、无人水下飞行器 (UUV) 和电网中的普遍布置，石墨烯的引入能够会完全改动储能手艺的方法被操纵。石墨烯是一种碳基质料，它只要一个原子厚，可用于制作电池，重量轻、耐用新型建材产物 修建、合用于高容量储能、充电速率快。近来，三星高档手艺学院 (SAIT) 和首尔国立大学化学与生物工程学院的研讨职员协作设想了一种用于锂离子电池的石墨烯涂层，可将充电速率进步五倍，并将电池容量进步 45%能量密度更大。

　　五是机械人体系。下一代机械人无望为制作公司供给新的挑选，以进步服从并应对高本钱和纯熟工人等应战。在将来几年，估计在消费情况中间接和与人类协作的机械人将增长利用气动替代机器动力的软机械人的利用，低落能源需求并进步整体宁静性。在产业4.0情况中利用机械人，重点存眷互连性、主动化、机械进修和及时数据，将愈来愈多地招致“关灯”或“漆黑工场”消费观点，此中举动和质料流量完整主动处置。

　　一是缺少对大型复合配备的指点。国际海事构造 (IMO) 针对大型复合质料船舶公布的海上性命宁静 (SOLAS) 法例缺少指点。虽然复合质料为造船业供给了很多与钢比拟的劣势，但消防宁静和法例方面的应战曾经成为利用停滞。今朝，触及复合造船的法例仅合用于500吨以下的船舶（长度约为 25米）。国际海事构造方案在2021年对复合质料船舶的指南停止评价，今朝，FIBRESHIP和RAMSSES这两个欧洲财团正在该范畴展开十分主要的举动，由378 个成员构成的欧洲海上轻型使用收集 (E-LASS）。

　　人类汗青的开展表白，质料是社会开展的物资根底和先导，而先辈质料则是社会前进的里程碑。为此，质料手艺不断是天下列国科技开展计划当中的一个非常主要的范畴，它与信息手艺、生物手艺、能源手艺一同，被公以为是现今社会及此后相称长工夫内统辖人类全局的妙手艺。同时，先辈质料手艺仍是支持当古人类文化确当代产业枢纽手艺，也是一个国度国防力气最主要的物资根底新型建材产物代办署理。航空航天和国防先辈质料，是新质料手艺功效的优先利用者，先辈质料手艺的研讨和开辟对国防产业和兵器配备的开展起着决议性的感化。航空航天和国防先辈质料是新一代兵器配备的物资根底，也是当明天下军事范畴的枢纽手艺。先辈质料可用于普遍的范畴，从更轻、更灵敏的飞机和新兴的崇高高贵音速兵器体系，到小我私家防护装备和利用防护处理计划，能够削减风险和损伤的卑劣伤害情况。估计最具毁坏性的影响未来自能量搜集、假装、构造和职员安康监测等功用的先辈质料集成。

　　四是野生智能手艺。质料科学也受益于野生智能/机械和研讨和教诲中的自动进修，机械进修供给了经由过程发明数据中的新形式和干系来得到对质料的新看法的才能。比方，为了缔造下一代手艺，美国 (US) 空军研讨尝试室 (AFRL) 的研讨职员正在利用机械进修、野生智能和自立体系来成倍地进步质料发明的速率并低落手艺本钱。美国空军研讨尝试室（AFRL） 的自立研讨体系 (ARES) 等平台利用野生智能和机械进修停止自立尝试，旨在优化碳纳米管的分解，这关于下一代能源手艺具有宏大潜力。

　　二是3D打印的提高。3D 打印已被证实是一种超卓的制作处理计划，可用于消费比其他相似的传统制作部件所含质料少很多的组件和部件。这是由于经由过程增材制作能够利用更少的质料来创立物品，而且能够构建具有极大强度的极端庞大的多少外形，虽然所用质料的密度低落了。出格是在航空航天范畴，但在全部国防备畴，减轻重量关于在速率和容量等方面完成高机能相当主要，但在有用载荷、燃料耗损、排放、速率和宁静性等其他要素方面也是云云。这类熟悉正在引领航空航天和国防产业在其最新产物中寻觅使用，从座椅框架到氛围管道。近来的一个例子是空中客车A350 XWB（双发长途宽体客机）。空中客车公司与斯特塔西(Stratasys)协作，为 A350 XWB制作了 1,000 多个零丁的 3D 打印产物。斯特塔西利用一种称为 ULTEM 9085 的极强热塑性塑料，不断供给其机械来制作巩固、契合火焰、烟雾和毒性（FST）尺度且具有超卓强度重量比的组件。

　　一是绿色/干净能源和节省本钱的身分。市场请求需求减轻质料的重量，以进步燃料服从并削减温室气体排放。鉴于燃料本钱上升和情况成绩，飞机构造中对轻质质料的需求不竭增长，以进步贸易飞翔机能。

　　三是配合采购和研发用度分摊。因为新手艺需求大批投资，因而分管平台和体系开辟的本钱估计将成为一种趋向。别的，鉴于与需求范畴相干的资金有限，在国度之间启动配合采购能够低落采购和性命周期本钱。英国和澳大利亚的结合勤奋方案就是如许一个例子，它使列国可以经由过程新的资金时机在毗连手艺方面追求进一步立异，以将先辈质料集成到军事平台上。

　　先辈质料为航空航天和国防产业供给了主要的运营劣势，先辈质料具有处理国防应战和更好地使武装队伍应对将来机缘和要挟的宏大潜力，它们能够供给经济高效且牢靠的处理计划，以进步灵活性、保存才能和服从。

　　将来几十年，质料和制作的前进将对航空和国防发生严重影响。先辈质料和制作将在将来几十年发生严重影响，在追求更轻、更巩固和更耐用构造的连续希望的鞭策下，新的金属和合金将用于国防和贸易情况。

　　三是纤维加强聚合物的普遍使用。碳纤维加强复合质料 (FRP) 已成服从于军用飞机、无人机 (UAV)、海兵舰艇和兵器等使用，这些质料已开端用于制作机身、门、机翼和尾翼等飞机部件，出格是因为它们的轻质和耐用性而吸收了航空航天产业。近来，在开辟具有自愈特征的碳纤维加强聚合物方面获得了停顿，这些特征能够查抄对复合质料的损伤影响，特别是在飞机设想和组装中相当主要。因为碳纤维比钢更巩固、更坚固、更轻，因而重量更轻，有助于进步燃油服从。究竟上，因为碳纤维的强度是一般钢的10倍，但重量仅为一般钢的四分之一，因而用作汽车部件的碳纤维复合质料无望减轻车辆重量。消耗者受益于具有更好燃油经济性的轻型车辆和更大质量车辆带来的一切宁静劣势。

　　注：此文按照英国研讨征询机构环球数据《航空航天和国防先辈质料》专题研讨陈述中编纂的摘录。不代表蓝海长青智库概念。

　　二是对情况酿成的影响新型建材产物代办署理。起首，欧盟低碳排放计谋次要基于流程和效劳的能源服从；其次，关于推行可再生能源发电；第三，关于可再生能源的高效和优化存储，以只管削减丧失。愈来愈严厉的环球情况尺度和燃油经济性法例，愈来愈需求经由过程利用轻质质料替代高强度钢或铝来减轻车辆质量。估计军事体系的质料和工艺对情况（包罗生态体系和人类安康）的负面影响尽能够小。另外一个主要成绩是开辟新的先辈质料时应尽能够思索收受接管和再操纵。在为残留物供给宁静处理计划的同时，质料收受接管和废料再操纵/晋级手艺是须要的。增材制作手艺将有助于收受接管、从头设想和重塑质料制作。收受接管差别范例的质料组件新型建材产物代办署理，以更低的消费本钱消费具有合作力的、高度定制的产物，能够发生新的营业举动。

　　三是国防构造和谐。北大西洋条约构造 (NATO) 和欧洲防务署 (EDA) 等国防构造在简化触及队伍构造、聚集和同享、研发、尺度化和采购的流程方面阐扬偏重要感化。在先辈质料范畴，在先辈质料枢纽范畴展开了多项EDA项目。陆军步卒作战配备 (CEDS) 可行性研讨触及自顺应假装、修建办法和软弹道庇护等项目。在化学、生物、放射和核 (CBRN) 结合投资方案中，PROSAFE 项目探究了利用纳米纤维进步浸透性；PATCHBOND项目在研讨改良的修复办法和构造安康监测方面做出了明显的勤奋；ALOA项目曾经探究了先辈的低可观察质料，今朝正在ALOMAS项面前目今进一步研讨。CERAMBALL项目努力于为兵士供给更轻的弹道庇护，而ECOCOAT和CCNS等项目则专注于环保涂料。这些构造将许可其成员会见其他协作同伴的经历经验信息，并改良其队伍构造、培训和体系采购。别的，北约或欧洲防务署能够倡议其成员订定军事体系及其组件（比方无线电、计较机、软件等）的设想和制作尺度。

　　六是轻质构造。一切航空航天体系都需求减轻重量以进步燃料服从并低落温室气体排放。轻质质料有助于增长飞机和无人机的航程和有用载荷，同时低落燃料耗损，这二者都是持久低落运营本钱的枢纽。戎行正在寻觅新的高强度新型建材产物代办署理、十分轻的质料，这些质料能够与次要构造集成在一同，并能够庇护战车免受将来兵器的损害。别的，轻质弹道质料的开展趋向是鞭策国防政府采购新一代小我私家防护装备的次要身分之一。因而，列国正专注于制作更好的处理计划，比方防弹垫、轻型防护服、战役头盔、防雷靴和阻燃礼服，为地脸部队供给温馨性和加强庇护。

　　二是受中美商业战的影响。中国的产业方案之一“中国制作2025”针对野生智能、量子计较、机械人、主动驾驶汽车、高机能医疗装备、高科技船舶部件、先辈质料和其他对国防产业相当主要的新兴财产，而美国上一届当局将“中国制作2025”方案中的政策视为宁静成绩。2019年10月，美国将28家中国公司列入商业黑名单，制止它们在未经当局核准的状况下从美国公司购置手艺。但这类办法在生物质料新型建材产物 修建、陶瓷和复合质料等先辈质料的制作和加工和印刷电路板和半导体的消费中能够反而会拔苗助长。