
【化】 function material; function materials
功能材料(Functional Materials)指具有特殊物理、化学或生物特性,能够实现能量转换、信息传递或环境响应等特定功能的物质。这类材料区别于传统结构材料,其核心价值在于对外界刺激(如光、电、磁、热)的响应能力,典型英文对应术语包括"Functional Materials"或"Smart Materials"。
在学科分类上,功能材料涉及电子材料、能源材料、生物医用材料三大领域。例如压电陶瓷能将机械能转化为电能(中国材料研究学会,2023),锂离子电池正极材料支撑电能存储(美国化学会,2022),而生物可降解聚合物可用于药物控释系统(Nature Reviews Materials,2021)。
国际标准组织ISO 20507:2020将其定义为"通过设计成分或微观结构,使材料获得超越基础物理特性的功能性表现"。这种特性常源于材料内部的电子结构调控,如半导体材料的带隙工程(美国物理联合会,2019),或纳米尺度的表面效应(英国皇家化学会,2020)。
当前研究前沿包括自修复材料、拓扑绝缘体等方向。美国能源部在《材料基因组计划》中强调,通过高通量计算可加速新型功能材料的开发(energy.gov/mgi)。欧盟石墨烯旗舰项目则展示了二维材料在柔性电子领域的应用潜力(graphene-flagship.eu)。
功能材料是指通过光、电、磁、热、化学或生化等作用后表现出特定功能的材料,其核心特性是能够实现能量转换、信息传递或环境响应等功能,而非仅提供结构支撑。以下是关于该概念的详细解析:
核心定义
功能材料是以物理性能为主导的高技术材料,具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学等单一或复合功能,且能实现不同功能间的相互转化。例如,电阻材料(如热敏电阻)和磁性材料(如计算机硬盘中的存储介质)均属于典型的功能材料。
关键特性
按化学键类型
按物理性质
可分为磁性材料(如软磁铁氧体)、电性材料(如半导体)、光学材料(如光纤)、生物医用材料(如人工骨)等。
高新技术领域
生物与医疗
环境与催化
功能材料的研究正推动柔性电子、自修复材料和智能响应材料的突破,其在碳中和、精准医疗等领域的应用潜力巨大。
如需更全面的分类或应用案例,可参考(搜狗百科)和(功能材料分类文档)。
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