功能材料的概念及种类

功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。在国外，常将这类材料称为功能材料、特种材料或精细材料。功能材料涉及面广，具体包括光、电功能，磁功能，分离功能，形状记忆功能等等。这类材料相对于通常的结构材料而言，一般除了具有机械特性外，还具有其他的功能特性。

功能材料根据材料的特性特征和用途，可以将功能材料定义为：具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物学功能及其相互转化的功能，被用于非结构目的的高技术材料。

(资料图)

功能材料本身的范围还没有公认的严格的界定，所以对它的分类就很难有统一的认识。比较常见的分类方法有：(1)按照材料的化学键分类。分为功能性金属材料、功能性无机非金属材料、功能性有机材料和功能性复合材料。(2)按照材料物理性质分类。分为磁性材料、电性材料、光学材料、声学材料、力学材料、化学功能材料等。(3)按照功能材料的应用领域分类。分为电子材料、军工材料、核材料、信息工业用材料、能源材料、医学材料等。

作为高技术重要组成部分的生物医用材料已进入一个快速发展的新阶段，其市场销售额正以每年16%的速度递增，预计20年内，生物医用材料所占的份额将赶上药物市场，成为一个支柱产业。生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向;生物降解高分子材料是医用高分子材料的重要方向;医用复合生物材料的研究重点是强韧化生物复合材料和功能性生物复合材料，带有治疗功能的HA生物复合材料的研究也十分活跃。

太阳能电池材料是新能源材料研究开发的热点，IBM公司研制的多层复合太阳能电池，转换率高达40%。美国能源部在全部氢能研究经费中，大约有50%用于储氢技术。固体氧化物燃料电池的研究十分活跃，关键是电池材料，如固体电解质薄膜和电池阴极材料，还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等，都是研究的热点。

根据中研普华产业研究院发布的《2022-2027年中国功能材料行业市场深度调研及投资策略预测报告》显示：

智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。

国外在智能材料的研发方面取得很多技术突破，如英国宇航公司在导线传感器，用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况;英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，以它作制动器时、反应时间，仅为10分钟;在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料、电流变液和磁流变液等智能材料驱动组件材料在航空上的应用取得大量创新成果。

固体氧化物燃料电池是一种新型绿色能源装置，比质子交换膜燃料电池有更高的转换效率和节能效果，可减少二氧化碳排放 50%，不产生NOx，已成为发达国家重点研究开发的新能源技术。但研究的固体氧化物燃料电池的工作温度达800～900℃，其关键部件的材料制备总是成为制约固体氧化物燃料电池发展的瓶颈。

功能材料行业发展现状分析

我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、“ 863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功能材料都占有很大比例。在“九五”“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。

世界各国功能材料的研究极为活跃，充满了机遇和挑战，新技术、新专利层出不穷。发达国家企图通过知识产权的形式在特种功能材料领域形成技术垄断，并试图占领中国广阔的市场，这种态势已引起我国的高度重视。我国在新型稀土永磁、生物医用、生态环境材料、催化材料与技术等领域加强了专利保护。但是，我们应该看到，我国功能材料的创新性研究不够，申报的专利数，尤其是具有原创性的国际专利数与我国的地位远不相称。我国功能材料在系统集成方面也存在不足，有待改进和发展。

材料产业是海外科技制造业的重要构成。以美国为例，市值超千亿美金的国际巨头有三家，分别是霍尼韦尔、3M和GE， 同时还有陶氏、杜邦、PPG、伊士曼等多家百亿级美金市值的国际巨头公司。

我国国防现代化建设一直受到以美国为首的西方国家的封锁和禁运，所以我国国防用关键特种功能材料是不可能依靠进口来解决的，必须要走独立自主、自力更生的道路。如军事通信、航空、航天、导弹、热核聚变、激光武器、激光雷达、新型战斗机、主战坦克以及军用高能量密度组件等，都离不开特种功能材料的支撑。

我国科技&工业行业数量占比接近 50%，但市值占比仅为 33%。相较于美国日本科技&工业公司总市值占比 51%及 53%，我国科技&工业总市值占比较低，约为 12 万亿元。科技& 工业公司数量虽多，但大多排名靠后，市值较小，对比美国拥有多家科技巨头，我国科 技&工业公司仍在持续发展阶段，未来发展空间有望持续增长。

2022年前三季度，科创板新材料行业63家公司共实现营业收入1188亿元，同比增长71%;实现归母净利润112亿元，同比增长35%，呈现出较强的发展活力和韧性。科创板汇聚了63家新材料公司，覆盖了碳纤维、超导材料、半导体关键材料、动力电池材料、光伏材料、生物原料等多个关键领域，涌现出中复神鹰、西部超导、沪硅产业、纳微科技等一批优秀国产新材料的代表性企业，成为支撑相关制造业发展的“卖水人”。截至目前，63家公司首发募集资金总额为737亿元，总市值为7495亿元。

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