美国材料领域的创新信息概述

    

    本书从21世纪美国创新活动实践出发，以现代材料科学原理为指导，系统考察美国材料领域研发取得的成果，着重分析其开发技术链高端金属材料、高技术新型无机非金属材料、高性能先进有机高分子材料、特殊功用复合材料，以及纳米材料、石墨烯、超材料、生物医学用材料和智能材料等前沿新材料。同时，还专门考察了材料研制与开发的新技术进展信息。本书依据雅俗共赏的要求，以简洁明快的格调和通俗易懂的语言，阐述美国材料领域发明创造的前沿知识。本书适合高校材料专业师生、企业材料研发人员及营销人员、政府有关部门工作人员阅读。 

    张明龙，1953年3月28日生，浙江三门人。1992年在中国人民大学经济学院完成博士生课程，1995年破格晋升为教授，1999年被评为浙江省有突出贡献专家，2000年入选省“151人才工程 ”层次，2001年获国务院政府特殊津贴，2010年入选市终身拔尖人才，2013年成为市名家工作室主持人。浙江省政协第七、第八届委员，中华诗词协会名誉副主席。省重点学科主持人，浙江师范大学经济研究所首任所长。台州学院首届副校长、二级教授。已出版《走向市场经济的思索》等个人专著和主笔专著31部。在《中国社会科学》（1996年第6期）、《Social Sciences in China》（1997年第4期）等发表论文、译文350多篇。有3篇论文呈中央政治局领导决策参考。荣获全国高校经济理论教学改革优秀成果一等奖、浙江省政府哲学社会科学优秀成果一等奖、二等奖等30多项学术成果奖。   

前言1

章金属材料

第二章节纯金属和金属氧化物材料

一、研制轻有色金属材料的新成果

二、开发重有色金属材料的新进展

三、研发稀有金属材料的新成果

四、研究金属氧化物的新进展

第二节新型合金材料

一、研究合金性质与结构的新成果

二、开发黑色金属合金的新进展

三、研制稀有金属合金的新成果

第三节纳米金属材料

一、开发贵金属纳米材料的新进展

二、研制纳米金属材料的其他新成果

第四节磁性材料

一、磁性原理研究的新成果

二、磁性材料开发的新进展

第五节生物医学用金属材料

一、生物领域涉及的新型金属材料

二、用于医学领域的新型金属材料

第二章无机非金属材料

节先进陶瓷与特种玻璃

一、研制先进陶瓷的新成果

二、开发特种玻璃的新进展

第二节石墨与相关碳素材料

一、开发碳纳米管的新进展

二、研制石墨烯的新进展

三、研制其他碳素材料的新进展

第三节建筑材料

一、研制新型建筑材料

二、利用废弃物开发建筑材料

第四节光学材料

一、开发光子晶体的新成果

二、开发光学材料的新进展

第五节热电转换材料与铁电材料

一、开发热电转换材料的新成果

二、研制铁电材料的新进展

第六节半导体材料

一、研究半导体性质的新进展

二、开发半导体材料的新成果

第七节电池材料

一、研制锂电池与燃料电池材料

二、推进太阳能电池材料的研发

第八节功能强大的超材料

一、开发超硬材料的新成果

二、研发超导材料的新进展

三、研制光学超材料的新进展

四、开发超级卤化物的新进展

第九节绝缘隔热材料与涂料

一、研制绝缘材料的新成果

二、开发隔热材料与阻燃材料的新进展

三、研制涂料的新成果

第十节无机化工催化剂

一、开发制氢催化剂的新进展

二、研制其他无机化工催化剂的新成果

第十一节环境保护材料

一、水体污染防治材料的新成果

二、辐射污染防治材料的新成果

三、其他污染防治材料的新成果

第十二节生物医用无机材料

一、研制用于癌症防治的无机材料

二、研制其他生物医用无机材料

第三章有机高分子材料

节塑料与橡胶制品

一、开发树脂材料的新进展

二、开发塑料制品的新进展

三、开发橡胶制品的新成果

第二节有机纤维与布料

一、开发有机纤维的新进展

二、研制纺织面料的新进展

第三节有机染料与胶黏剂

一、研制有机染料和涂料的新进展

二、研制有机胶黏剂的新成果

第四节功能高分子材料

一、开发具有药物递送功能的高分子材料

二、开发具有多功能或特殊功能的高分子材料

第五节自修复高分子材料

一、研制自修复高分子涂层与凝胶

二、开发自修复树脂、塑料与纤维

第六节有机电子材料

一、研制有机半导体及其相关材料

二、研发制造电子产品的高分子纳米材料

三、开发其他有机电子材料的新进展

第七节环保材料与医用材料

一、研制防治水体污染的有机材料

二、研制生物和医用领域的高分子材料

第八节其他有机高分子材料

一、研制催化剂与润滑剂的新进展

二、研发有机金属材料的新成果

三、开发有机骨架材料的新进展

第四章复合材料

节金属基复合材料

一、常用有色金属基复合材料新进展

二、贵金属基复合材料新成果

三、稀有金属基复合材料新进展

第二节无机非金属复合材料

一、碳基复合材料的新进展

二、硅基复合材料的新成果

三、无机纤维复合材料的新进展

第三节高分子复合材料

一、棉基复合材料的新进展

二、合成聚合物基复合材料的新进展

第四节纳米复合材料

一、研制无机纳米复合材料

二、研制有机纳米复合材料

三、用有机化合物与无机纳米粒子研制复合材料

第五章材料研制与开发的新技术

节材料性质与功能研究

一、研究材料性质的新进展

二、研究材料结构与功能的新发现

第二节研制金属材料的新技术

一、开发纯金属材料的新技术

二、开发新型合金属材料的新技术

第三节开发无机非金属材料的新技术

一、研制碳素材料的新技术

二、开发半导体材料的新技术

三、研制其他无机非金属材料的新技术

第四节研发有机高分子材料的新技术

一、研制有机合成纤维的新技术

二、开发其他有机高分子材料的新技术

第五节研发纳米材料的新技术

一、研制纳米粒子与纳米球的新技术

二、研发纳米材料的新技术

参考文献和资料来源

一、主要参考文献

二、主要资料来源

后  记

 

    当今世界上，美国拥有的经济总量，是的超级大国。同时，美国拥有多的创新成果，是科技水平高度发达的国家。

    多年来，美国高度重视增强自主创新能力，构筑并运用完善的政策支持体系，促进自主创新活动的发展。2008年9月，华尔街引发的百年一遇全球性金融危机，给美国经济和科技发展造成沉重打击，但美国的核心竞争力和自主创新能力并没有受到太大影响，创造发明仍在不断增多。

    美国创新体系具有多元化和多样性的特点，全国的科技创新与研发活动，主要由联邦政府实验室、企业、大学和非营利研究机构来进行。美国在基础科学研究方面拥有雄厚的科研力量，处于地位，美国科学家每年在重要学术期刊上发表的论文，占全世界科技论文总篇数的30%左右。在绝大多数新兴的高技术领域，也处于地位。

    美国没有定期制订统领全国科技发展的“长期计划”， 也没有设立“科技部”之类专门机构负责全国的科技工作，科研管理呈现分散状态。就美国整个创新活动组织体系来说，它是宽松灵活、高效有序的。

在这个体系中，创新活动分别由政府、科学院、企业、大学和其他非营利机构来组织。美国联邦政府通过运用政策法规、专利制度和财政预算，鼓励科学研究与技术创新。政府许多部门，如国防部、卫生部、能源部、航空航天局、商务部、农业部、运输部、环保局等都设有研究所、实验室或研发机构，从事与本部门相关的科研活动。科学院集中了全国专家，主要承担科技咨询任务。企业成为研发主体，奠定科技创新的竞争性微观基础。大学是基础研究和人才培养的大本营，通常政府会给予稳定的经费资助。其他非营利机构则是一支独立的科研队伍，在创新活动中发挥拾遗补缺的作用。

    在美国的发展战略和政策中，促进创新活动的政策一直保持着重要的地位。尽管由于政府换届等因素，在政策的重视程度和侧重点上，虽然时常会出现某些摇摆，然而基本原则和总体方向都是一致的。多年来，美国政府致力于促进创新活动的政策体系建设，通过不断调整、充实和完善各种政策，大力推动科技发展，促使创新成果为提高国家竞争力服务，同时充分利用市场机制的作用，推动企业成为应用研发主体。

    特别是，美国科研经费投入总量大，增长速度快。本世纪以来，在七个工业国集团中，美国每年的科研经费总额，都超过日本、德国、英国、法国、加拿大和意大利的总和。有关资料表明，美国联邦政府投入的科研经费总额，一直保持稳定增长态势：1996年为634亿美元，到十年后的2006年翻了一番多，为1348亿美元。再过十年后的2016年，其研发预算又进一步提高到1457亿美元。这比2015年增加5.52％，据悉，其目的在于通过科学发现和技术突破，实现国民经济的较快增长。

    分析美国历年取得的科技创新成果，可以发现，材料领域的发明创造占有很大比重。材料是人类社会存在和发展的物质基础，是开发创新和技术进步的先导条件，是决定人们行为方式和生活质量的重要力量。材料在当今世界中的影响和作用越来越强烈，人们把它与信息、能源并称为新技术革命三大支柱之一。本世纪以来，美国新材料研发活动进展迅猛，涌现了大量新成果。梳理这些新成果，可以发现美国新材料研发的主要重点是：