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能(neng)源(yuan)、汽車、物流、制(zhi)造和建筑行業(ye)發(fa)(fa)生的(de)轉型，加(jia)上不斷發(fa)(fa)展(zhan)的(de)工業(ye)4.0創新(xin)，推動了對新(xin)材料(liao)的(de)需求(qiu)。材料(liao)行業(ye)趨勢(shi)包括(kuo)可持續性、輕量化、3D 打(da)印和表(biao)面工程解決方(fang)案，以及智能(neng)材料(liao)、納米(mi)配方(fang)和具有增強特性的(de)先(xian)進(jin)復合材料(liao)的(de)開(kai)發(fa)(fa)。此(ci)外，人工智能(neng) （AI）、機(ji)器(qi)學習 （ML） 和數據管理實(shi)踐的(de)廣泛采用激勵科學家更快(kuai)地(di)探索和開(kai)發(fa)(fa)新(xin)材料(liao)。這將(jiang)先(xian)進(jin)材料(liao)的(de)上市時(shi)間從(cong)幾十年縮短(duan)到幾年。

1. 可持續材料

在(zai)使用(yong)和生(sheng)產(chan)材料(liao)的(de)過(guo)程中(zhong)產(chan)生(sheng)的(de)大量廢(fei)物迫使政府起草各種環境法(fa)規。幾乎所有行業在(zai)從材料(liao)生(sheng)命周(zhou)期的(de)角度重新安(an)排其內部(bu)流程時都面臨著挑戰。建筑、汽車、包裝(zhuang)和制造行業的(de)公(gong)司正在(zai)整(zheng)合可(ke)持續材料(liao)，以降低(di)碳足跡。最終，這些(xie)努力(li)旨在(zai)減輕(qing)地球上的(de)廢(fei)物負擔(dan)。可(ke)持續材料(liao)還為循(xun)環系統提供了推動力(li)，并允(yun)許實施(shi)循(xun)環經濟。

Spectalite 生產生物復合材料

印度(du)初(chu)創公司Spectalite打(da)算協(xie)助汽車，物(wu)(wu)(wu)(wu)流，包裝，酒店和消費品(pin)行業實(shi)現(xian)其可(ke)持續(xu)發展目(mu)標。這家(jia)初(chu)創公司基于(yu)農業廢棄物(wu)(wu)(wu)(wu)和可(ke)再生資(zi)源(yuan)生產可(ke)生物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)和可(ke)回收的(de)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)(wu)。其產品(pin)有(you)助于(yu)保(bao)護(hu)天然礦床和森(sen)林，同(tong)時(shi)確保(bao)現(xian)有(you)制造(zao)工藝的(de)可(ke)擴(kuo)展性(xing)和適應(ying)性(xing)。

eCO2Blocks開發可持續(xu)建筑材(cai)料

葡萄牙初(chu)創(chuang)公司eCO2Blocks應用(yong)循環(huan)經濟原(yuan)則來制造可持續建筑材料(liao)。這家初(chu)創(chuang)公司的負碳路(lu)面塊(kuai)通(tong)過實施具有(you)成本效(xiao)益(yi)的制造工藝(yi)不含任何水泥。此外，eCO2Blocks利用(yong)工業廢(fei)物，非飲用(yong)水和二氧化碳吸收(shou)技術，而不會轉移(yi)自然資源。

2. 響應式和智能材料

為了符合某些(xie)工(gong)業用例的要(yao)求，目前正在開(kai)發(fa)的新型材(cai)料(liao)具(ju)有(you)特(te)(te)定于(yu)應(ying)用的特(te)(te)性(xing)。材(cai)料(liao)科學(xue)的進(jin)步使(shi)智能材(cai)料(liao)具(ju)有(you)可編程特(te)(te)性(xing)，這(zhe)些(xie)特(te)(te)性(xing)對外部因素的刺激做出反(fan)應(ying)或響(xiang)應(ying)。新興初創(chuang)公司(si)設計具(ju)有(you)不同品(pin)質的材(cai)料(liao)和產品(pin)，從熱致(zhi)變色、電致(zhi)變色和光致(zhi)變色到壓(ya)電、形狀記(ji)憶(yi)、自我修(xiu)復和相變屬性(xing)等特(te)(te)征。

Memetis提供(gong)高性能執行器

德國初(chu)創公(gong)(gong)司Memetis基于形(xing)狀記(ji)憶合金制造超緊湊(cou)的微型致動(dong)器。該(gai)創業(ye)公(gong)(gong)司在(zai)其材料(liao)中(zhong)實現了記(ji)憶效果(guo)(guo)，該(gai)效果(guo)(guo)也維持極端變(bian)形(xing)，然后(hou)恢復(fu)到(dao)原始形(xing)狀。即使在(zai)狹小(xiao)或密集的安裝空(kong)間(jian)中(zhong)，該(gai)特性也支持執行器的性能。Memetis 為消(xiao)費電子、電信、光學技術、移動(dong)性和工業(ye) 4.0 提供(gong)解(jie)決方案。

Sorex 傳感器開(kai)發(fa)薄膜(mo)體聲學諧振器 （FBAR） 技術(shu)

Sorex Sensors是一(yi)家總(zong)部位于(yu)英國的初創(chuang)(chuang)公司，使用(yong)薄(bo)膜(mo)壓電(dian)材料在硅晶圓上開發(fa)高靈敏度微(wei)機電(dian)系(xi)統（MEMS）傳感(gan)器。該創(chuang)(chuang)業(ye)公司利用(yong)FBAR技術(shu)產(chan)生壓電(dian)效(xiao)應，使其能(neng)夠(gou)(gou)準確檢(jian)測飛克級的溫度和質量(liang)變化。這使得具有低(di)功(gong)耗要求的小(xiao)型(xing)設備能(neng)夠(gou)(gou)響(xiang)應外部激勵。該解決方(fang)案的一(yi)些用(yong)例包括(kuo)薄(bo)膜(mo)計量(liang)以及(ji)氣體和顆粒物監測。

3. 納米技術

納米(mi)技術的進步(bu)表明，納米(mi)級材料的特性(xing)與其塊(kuai)狀材料的特性(xing)不同(tong)。納米(mi)纖維(wei)、納米(mi)管、同(tong)素異形體、量子點（QD）和(he)其他納米(mi)材料的增殖(zhi)使幾(ji)乎無限的增值來源(yuan)成為可(ke)能。這包括加強工業產品的性(xing)能，保留在(zai)原子水平上。通過利用納米(mi)材料，現代公司確保了其競(jing)爭優勢，特別是在(zai)電子，能源(yuan)，移(yi)動和(he)制造領域。

Nanolumi制造鈣鈦礦納米晶體

新加坡初創(chuang)公司Nanolumi打算通過其可靠和(he)安(an)全的(de)(de)鈣鈦礦(kuang)納(na)米(mi)晶體克服電(dian)子顯示器QD技術的(de)(de)弱(ruo)點(dian)。這家初創(chuang)公司結合了無鎘來源、寬光(guang)譜(pu)覆蓋范圍、更純凈的(de)(de)色彩性(xing)能和(he)大批量生產(chan)的(de)(de)適用性(xing)。Nanolumi的(de)(de)產(chan)品(pin)還(huan)打算取代傳統的(de)(de)鈣鈦礦(kuang)納(na)米(mi)晶體和(he)量子點(dian)，用于優質電(dian)子產(chan)品(pin)。

BNNano提供(gong)增(zeng)強型氮(dan)化硼納米管

總部位于美國的(de)初創公司(si)BNNano生產具(ju)有(you)超疏水性(xing)(xing)，高電絕緣性(xing)(xing)以及(ji)高熱(re)穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)和(he)(he)機械(xie)穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)特性(xing)(xing)的(de)氮化硼納米管。該(gai)初創公司(si)提供(gong)其納米材(cai)料，如粉末，母合金(jin)，色母粒和(he)(he)定(ding)(ding)制混合物。它適用(yong)于航空(kong)航天、汽車、國防(fang)(fang)和(he)(he)紡織行(xing)業以及(ji)輻射(she)防(fang)(fang)護和(he)(he)熱(re)管理。

4. 增材制造

新(xin)興(xing)的(de)(de)增(zeng)材(cai)制造設施努力(li)超越(yue)傳統的(de)(de)熱塑性(xing)塑料(liao)，應用具有更大靈活性(xing)、定制性(xing)和(he)功能性(xing)的(de)(de)材(cai)料(liao)，同時產(chan)生(sheng)更少(shao)的(de)(de)浪費(fei)。反過來，3D打印技術的(de)(de)進(jin)步刺激(ji)了(le)金(jin)屬(shu)，合金(jin)，陶瓷，纖維及其化合物的(de)(de)升(sheng)級。它還鼓(gu)勵出現全新(xin)的(de)(de)耐用聚合物長(chang)絲(si)，這些長(chang)絲(si)具有改進(jin)的(de)(de)導電(dian)性(xing)、熔化性(xing)和(he)耐化學性(xing)等特性(xing)。

MAT3D提(ti)供(gong)復合聚合物材料

意大利初創公(gong)司MAT3D正在開發用(yong)于增(zeng)材(cai)制造的(de)新型(xing)聚(ju)合物材(cai)料(liao)，以提供增(zeng)強的(de)功能(neng)屬性(xing)。這家初創公(gong)司的(de)材(cai)料(liao)取代了(le)用(yong)于金(jin)屬3D打印的(de)高性(xing)能(neng)塑料(liao)。其解決方案還(huan)包括(kuo)各(ge)種具有增(zeng)強電、磁、抗菌和熱機械性(xing)能(neng)的(de)樹(shu)脂，適(shi)用(yong)于工業市場(chang)。

彩(cai)色3D材(cai)料制造(zao)3D打印聚氨(an)酯

總部位(wei)于美國的(de)(de)初(chu)創公司Chromatic 3D Materials生產了(le)一套用于3D打(da)印的(de)(de)耐用高(gao)性能聚氨酯彈性體，這(zhe)些彈性體同時具有適應性和彈性。該初(chu)創公司提供了(le)高(gao)度的(de)(de)定(ding)制和與添加劑(ji)的(de)(de)兼容(rong)性，同時也確保了(le)最終產品(pin)的(de)(de)質量。Chromatic 3D Materials的(de)(de)產品(pin)迎合(he)了(le)汽車，制造和消費品(pin)市場等。

5. 輕量化

從航(hang)空航(hang)天到移動(dong)，各行各業(ye)都(dou)在尋求創(chuang)新(xin)方法(fa)來減輕(qing)多余重(zhong)量(liang)，從而(er)提供卓(zhuo)越的(de)(de)燃油效率和(he)(he)操控性(xing)。這(zhe)推動(dong)了對鋁、鎂和(he)(he)鈦等(deng)材料以及高強(qiang)度塑(su)料和(he)(he)碳(tan)纖維(wei)的(de)(de)研究。這(zhe)些材料為(wei)行業(ye)提供了減少因較重(zhong)部件(jian)而(er)造成的(de)(de)環境和(he)(he)運營(ying)負擔的(de)(de)選擇(ze)。此(ci)外，材料行業(ye)的(de)(de)輕(qing)量(liang)化創(chuang)新(xin)也提供了與(yu)同等(deng)產品相當的(de)(de)安全性(xing)和(he)(he)可(ke)靠性(xing)水(shui)平。

6. 材料信息學

如(ru)今，大公司采用數據驅(qu)動的材(cai)料方(fang)法，并通過信息學(xue)和(he)計算(suan)技術原理以及(ji)ML和(he)AI進(jin)行增(zeng)強(qiang)。這(zhe)使(shi)他們能夠(gou)以細致的方(fang)式排(pai)列和(he)建模材(cai)料數據。除了(le)優化從復雜材(cai)料數據中可(ke)靠(kao)地(di)獲(huo)得科學(xue)見解的能力(li)外，信息學(xue)還加快了(le)研發（R&D）的時(shi)間(jian)表，節省(sheng)了(le)時(shi)間(jian)和(he)勞動力(li)。

Kebotix提供自動駕駛材料發現實驗室

總(zong)部位于(yu)美國的(de)(de)初創(chuang)公(gong)司Kebotix為材料(liao)研究(jiu)開(kai)發了一種(zhong)自動駕駛實驗室解決(jue)方(fang)案(an)，以加速新(xin)材料(liao)的(de)(de)探(tan)索。這家初創(chuang)公(gong)司利用大數據、基于(yu)人(ren)工智能(neng)的(de)(de)決(jue)策、專用機器(qi)人(ren)和方(fang)便的(de)(de)界(jie)面(mian)來簡化科學家的(de)(de)周期。Kebotix對(dui)應(ying)對(dui)可持(chi)續性，公(gong)共衛(wei)生和危險工業物質方(fang)面(mian)的(de)(de)挑戰特別感興(xing)趣。

Matelligence實現(xian)基(ji)于AI的材(cai)料篩(shai)選

加拿大(da)初創公司(si)Matelligence為材(cai)料(liao)科(ke)學專(zhuan)家提供(gong)數據驅(qu)動的材(cai)料(liao)發(fa)現工具(ju)。其(qi)解決方案包括(kuo)具(ju)有專(zhuan)利AI算法的計算技術，以減少所需的科(ke)學實驗數量并加快篩(shai)選程序。Matellligence的平(ping)臺主要針對清潔能(neng)源，電(dian)子和制造業(ye)等行(xing)業(ye)。

7. 先進復合材料

工業應(ying)用(yong)(yong)(yong)數量的(de)迅速增加也導致(zhi)了各(ge)種復(fu)合(he)或混(hun)合(he)材(cai)料的(de)開發。為了追求(qiu)提(ti)(ti)高性(xing)能(neng)和法規遵從性(xing)以(yi)(yi)及降低成(cheng)本(ben)，新(xin)興(xing)初(chu)創(chuang)公(gong)司在樹脂、纖維、基材(cai)、基質(zhi)和飾(shi)面(mian)方(fang)面(mian)進行了創(chuang)新(xin)，以(yi)(yi)構建定制復(fu)合(he)材(cai)料。這些復(fu)合(he)材(cai)料解決方(fang)案(an)提(ti)(ti)供先進的(de)用(yong)(yong)(yong)戶特定應(ying)用(yong)(yong)(yong)，主(zhu)要用(yong)(yong)(yong)于基礎(chu)設施、能(neng)源、工業 4.0 和移動市場。

AMP工業提供用于螺旋槳的連續纖維復(fu)合(he)材料

總(zong)部位于美國的初創公司(si)AMP工業公司(si)為無人機系統（UAS）制造先進(jin)的復合材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)。這家初創公司(si)利(li)用單向(xiang)連(lian)續(xu)纖維增強熱(re)塑(su)性(xing)塑(su)料(liao)（CFR-TP）來制造復合材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)。它們具有(you)高強度(du)重量比和材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)韌(ren)性(xing)，并支持(chi)高性(xing)能應(ying)用的可定制材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)設計(ji)。

ARCEON創造耐(nai)高溫復合材(cai)料（HTRC）

荷蘭初(chu)創(chuang)(chuang)公司ARCEON為(wei)衛(wei)星，火箭和發動(dong)機零(ling)件創(chuang)(chuang)造了創(chuang)(chuang)新的耐高溫(wen)復合材(cai)料。其產品可承受(shou)超過1000攝氏(shi)度的溫(wen)度，保持(chi)低熱膨脹系(xi)數，包含輕質材(cai)料，并增強機械堅固性(xing)(xing)和耐用性(xing)(xing)。

8. 石墨烯和2D材料

納米技術(shu)的突破使材料(liao)(liao)(liao)科學(xue)公(gong)司能夠(gou)配(pei)置2D或單(dan)層材料(liao)(liao)(liao)的途徑。2D材料(liao)(liao)(liao)具有固有的導熱性(xing)和機械強(qiang)度(du)，賦予工業應(ying)用(yong)增強(qiang)的功(gong)能。然(ran)而，大多(duo)數(shu)2D材料(liao)(liao)(liao)，如鍺烯(xi)、硅烯(xi)、錫烯(xi)和磷(lin)烯(xi)，仍在(zai)開發中，不包括石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)。作為第一(yi)種成(cheng)功(gong)商業化的2D材料(liao)(liao)(liao)，石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)提(ti)高了(le)拉伸強(qiang)度(du)、片(pian)內強(qiang)度(du)、表面耐(nai)久性(xing)、電(dian)子遷移率、柔韌性(xing)和耐(nai)熱性(xing)。使用(yong)石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)的行業包括電(dian)子顯示器(qi)(qi)、超(chao)級電(dian)容(rong)器(qi)(qi)、汽車、建筑涂料(liao)(liao)(liao)和塑料(liao)(liao)(liao)制(zhi)造。

離(li)子工業制造(zao)石墨烯(xi)材(cai)料

澳大利(li)亞初創(chuang)公(gong)司Ionic Industries渴望彌合石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)研究與開發其(qi)商業(ye)應用(yong)之(zhi)間的差距(ju)。該創(chuang)業(ye)公(gong)司融(rong)合了石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)和(he)氧化石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)制造的專業(ye)知識和(he)專利(li)工藝(yi)。Ionic Industries專門從事用(yong)于水處(chu)理(li)和(he)納濾以及儲能的石(shi)墨(mo)(mo)烯(xi)(xi)添加劑。

Carbon Waters提供石(shi)墨烯分散體

法(fa)國初(chu)(chu)創公司Carbon Waters專注(zhu)于各種(zhong)市場的液體石墨烯(xi)應用。這家(jia)初(chu)(chu)創公司的石墨烯(xi)分散體為工業表面和機制(zhi)提(ti)供阻隔涂層、潤滑和防腐(fu)蝕(shi)性能(neng)。此外，該解決(jue)方(fang)案還改善了電子(zi)和半導體的熱(re)管理以(yi)及制(zhi)造和消費設備的導電性。

9. 表面工程

工(gong)(gong)業(ye)表面暴露在(zai)持續的(de)磨損、腐蝕、紫外線(xian)和(he)(he)其他有害因(yin)素中，需要具有更高耐(nai)用性(xing)的(de)涂(tu)層(ceng)。這對于保護(hu)汽車(che)、工(gong)(gong)業(ye)、農(nong)業(ye)、船舶和(he)(he)制造業(ye)資產(chan)以(yi)及(ji)提(ti)(ti)高生產(chan)力(li)至關(guan)重要。此外，工(gong)(gong)程創新(xin)提(ti)(ti)供(gong)了賦予表面疏水(shui)性(xing)和(he)(he)全疏性(xing)、自清潔和(he)(he)平滑特性(xing)的(de)可能性(xing)。在(zai) COVID-19 爆發后，表面工(gong)(gong)程師(shi)努力(li)掌(zhang)握抗菌劑，以(yi)便在(zai)工(gong)(gong)業(ye)和(he)(he)非工(gong)(gong)業(ye)場所提(ti)(ti)供(gong)更可靠的(de)保護(hu)。

SolCold開發(fa)抗斯托克斯熒光(guang)技術(shu)

以(yi)色列初(chu)創公(gong)司(si)SolCold開發了一種基于(yu)納米過濾器和主動冷卻涂料的(de)(de)表面改性解決(jue)方案(an)(an)。利用抗斯托克(ke)斯熒(ying)光技(ji)術(shu)，這(zhe)家初(chu)創公(gong)司(si)將來自太陽(yang)的(de)(de)熱量(liang)和輻射轉化為低成本的(de)(de)冷卻系統。這(zhe)家初(chu)創公(gong)司(si)的(de)(de)技(ji)術(shu)在太陽(yang)能活動和傳熱之間建立了反向關系。該(gai)解決(jue)方案(an)(an)迎合了運輸、建筑(zhu)、農業和紡織行業的(de)(de)需求(qiu)。

OPUS材料提供定制材料技術

總(zong)部(bu)位于英(ying)國的(de)初創(chuang)(chuang)公司OPUS Materials為航(hang)空航(hang)天，移動(dong)，海(hai)洋和可再生能源行業設計(ji)創(chuang)(chuang)新的(de)防污(wu)和自清潔涂(tu)料(liao)。該初創(chuang)(chuang)公司的(de)解決(jue)方案改(gai)善了燃料(liao)消耗(hao)和氣流，減少了腐(fu)蝕，并(bing)優(you)化(hua)了材(cai)料(liao)效率。此外，OPUS材(cai)料(liao)允許通過設計(ji)創(chuang)(chuang)建(jian)涂(tu)層材(cai)料(liao)，并(bing)支持建(jian)立相應的(de)供應鏈。

10. 物料管理 4.0

工(gong)(gong)業 4.0 正(zheng)在推動其(qi)在物(wu)料管理、處(chu)理和加工(gong)(gong)方(fang)面(mian)的實踐的實施(shi)。從自主采礦和先進的自動化(hua)制造(zao)到機器人操作和云(yun)計算，材料行(xing)業正(zheng)在迅速數字化(hua)和互聯。因此，新(xin)材料的開發與通過第四代(dai)工(gong)(gong)業技術的工(gong)(gong)業適應(ying)并(bing)行(xing)。

INTSITE促進采(cai)礦場地優化(hua)

以色列初創公(gong)司INTSITE打算(suan)通過一套(tao)人工智(zhi)能增強的自(zi)(zi)動(dong)化解決方(fang)案來解決物料搬運(yun)(yun)和(he)采礦效(xiao)率低下的問題。這(zhe)家初創公(gong)司優化了運(yun)(yun)動(dong)軌跡、機(ji)器(qi)(qi)對機(ji)器(qi)(qi)通信和(he)機(ji)器(qi)(qi)視覺算(suan)法。此外(wai)，INTSITE的互聯自(zi)(zi)主(zhu)重型(xing)機(ji)械(xie)使現場(chang)所有者能夠提高物料搬運(yun)(yun)生產率和(he)組織效(xiao)率。

Seriforge實現(xian)碳纖維(wei)的大規模定制

總(zong)部(bu)位于美國的初創(chuang)公(gong)司(si)Seriforge自動(dong)化碳(tan)纖維(wei)制造(zao)，以實現高(gao)批量生(sheng)產率(lv)和快速周期(qi)時間。這家初創(chuang)公(gong)司(si)的專利(li)縫合和凈成(cheng)形預成(cheng)型程序允許碳(tan)纖維(wei)零(ling)件的可擴展制造(zao)。

發(fa)現所有材料技術(shu)與初創(chuang)公司(si)

工(gong)業突破通常與新材(cai)料(liao)開發齊頭并進。材(cai)料(liao)科學(xue)的(de)快速發展(zhan)進一步加速了研(yan)究和實驗，同時增強了材(cai)料(liao)的(de)可(ke)(ke)持續性、輕量化(hua)、納米分子和可(ke)(ke)編(bian)程質量。反過(guo)來，航空航天(tian)、汽車、制造、能源和包裝領域材(cai)料(liao)趨(qu)勢的(de)早期采用(yong)者可(ke)(ke)以從(cong)新興創新中(zhong)(zhong)獲益。考(kao)慮到(dao)新材(cai)料(liao)在工(gong)業、商業和家(jia)用(yong)產品中(zhong)(zhong)的(de)廣泛應用(yong)，值(zhi)得確定材(cai)料(liao)創新。

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