（一）汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)，離不開(kāi)眾多高科技新興材料工程的支撐，可以說(shuō)當(dāng)代汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在推動(dòng)的新一輪產(chǎn)業(yè)革命中，它正扮演著基礎(chǔ)和先導(dǎo)的重要角色。近來(lái)國(guó)際汽車(chē)界曾流行著對(duì)新興材料工程的一種形象說(shuō)法：“一代新材料、一代新汽車(chē)。”
什么是新興的材料工程呢？指的是已出現(xiàn)和應(yīng)用或正在研發(fā)中，擁有比傳統(tǒng)材料不具備的優(yōu)導(dǎo)性和特殊功能的材料，但它又突破了傳統(tǒng)材料的局限性，成為拓展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)顛覆性創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和巨大發(fā)展的推動(dòng)力。這里要說(shuō)明的是新興材料工程有兩大類(lèi)型：一是在自然資源中新發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用的高水平新型材料；一是廣泛應(yīng)用多種高科技手段，經(jīng)過(guò)合成或加工的新型材料，這往往是一種復(fù)合型材料，而后者的新興材料正在迅速發(fā)展中，將是居主導(dǎo)地位。
新興材料工程的特征是：在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)新常態(tài)和互聯(lián)網(wǎng)+形勢(shì)推動(dòng)下，供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革進(jìn)展加快，推動(dòng)新興材料工程進(jìn)入加快發(fā)展的新時(shí)期；重點(diǎn)應(yīng)用于汽車(chē)輕量化上，當(dāng)前的鋁、鎂合金應(yīng)用仍占很大比例，而今后將逐步為超輕量化的新興材料所替代；由于某發(fā)展領(lǐng)域的特定需求，促進(jìn)了具特定需求特色顯著新興材料的出現(xiàn)，促使某領(lǐng)域的產(chǎn)品和經(jīng)濟(jì)得到突破性進(jìn)展，這已顯現(xiàn)創(chuàng)新迫切解決問(wèn)題的一種好辦法；應(yīng)該是具有綠色、低碳、可循環(huán)利用，可回收的，無(wú)公害的材料性能；新興材料工程結(jié)構(gòu)應(yīng)是多元化，多元素、多樣化的以復(fù)合組成方式出現(xiàn)，所以它的跨界度很大，科技和信息融合度很高，以及基礎(chǔ)性研究應(yīng)用的程度也很突出；對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)不僅大量的應(yīng)用在傳統(tǒng)汽車(chē)的改造升級(jí)上，對(duì)新能源汽車(chē)，尤其是電動(dòng)汽車(chē)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)上應(yīng)用，都提到重要議事日程；從當(dāng)代需求看，生物材料工程將不斷涌現(xiàn)和深透發(fā)展之中，這對(duì)發(fā)展智能化材料，提供良好的軟硬化實(shí)力；當(dāng)前正在對(duì)新興材料工程的新型理論加強(qiáng)研究，除了常規(guī)理論外，還對(duì)新提出波函數(shù)、電子云、量子態(tài)、電離能等新理念進(jìn)行研究，開(kāi)拓新型材料的新視野和知識(shí)水平，加速新興材料工程理論體系的形成和發(fā)展。
（二）當(dāng)代新興材料工程發(fā)展領(lǐng)域十分寬廣，這里我們以探索和追蹤的思路，對(duì)比較時(shí)尚、奇特、前沿、實(shí)用的新興材料工程一些典型事例作些推薦。
有趣的液態(tài)金屬：又叫金屬玻璃，它是一種在低溫熔煉時(shí)，即行固化的非晶態(tài)金屬。如果說(shuō)鋼鐵晶態(tài)固體的原子排列，好比閱兵隊(duì)伍，十分整齊有序，而非晶態(tài)金屬的固體原子排列，就好比北京王府井街道上熙熙攘攘的人群，處于雜亂無(wú)序狀態(tài)。液態(tài)金屬兼有金屬和玻璃的雙重性能，成為迄今為止十分強(qiáng)勁的一種材料，如一根4mm粗的液態(tài)金屬棒，可以懸吊起了3噸物體，并能在強(qiáng)酸，強(qiáng)堿環(huán)境中無(wú)損完好運(yùn)作，而它的硬度卻像玻璃那樣，十分堅(jiān)硬具有相當(dāng)好的耐磨性和耐用性。
當(dāng)前，在國(guó)際上跨國(guó)汽車(chē)廠商已用液態(tài)金屬用于制造高強(qiáng)度、抗耐磨、抗疲勞、抗腐蝕的汽車(chē)零件，特別是在改裝車(chē)和房車(chē)上應(yīng)用比較多，我們中科院物理研究所已和一些汽車(chē)廠商合作研究應(yīng)用中。應(yīng)當(dāng)說(shuō)液態(tài)金屬在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用前景十分廣寬。
高檔次的碳纖維復(fù)合材料：是指含碳量高于90%的無(wú)機(jī)高分子纖維，其中含碳量達(dá)99%的叫石墨纖維。這種類(lèi)型材料強(qiáng)度比一般的鋼還高、而彈性模量又很大、疲勞強(qiáng)度高、耐沖擊性能好、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐水耐濕氣好、摩擦系數(shù)小、耐高溫。在汽車(chē)上可用于制造車(chē)身、殼體、還可用于制造齒輪、軸承、密封圈、容器等零部件。目前，高檔次的碳纖維復(fù)合材料在世界上主要生產(chǎn)廠商在日本、如日本東麗、東邦和三菱成為該產(chǎn)品主要供應(yīng)商。當(dāng)前，美國(guó)、德國(guó)汽車(chē)公司和日本相關(guān)企業(yè)合作、研發(fā)和應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料制造車(chē)身和車(chē)身框架問(wèn)題，這樣車(chē)身的重量可能比鋁合金車(chē)身還減輕1/2，而強(qiáng)度則比常用的鋼材結(jié)實(shí)10倍。新型的車(chē)身從框架開(kāi)始，制成后用各種形狀的表面蒙皮，以高強(qiáng)度的粘接劑粘上，個(gè)別地方為加強(qiáng)附著力，加上一些鉚釘，而不用焊接了，這種車(chē)身已在一些跨國(guó)汽車(chē)公司試驗(yàn)應(yīng)用中。近年，由于大型航空客機(jī)，高鐵車(chē)廂等需求，我們的碳纖維復(fù)合材料研發(fā)制造有了很大進(jìn)步，這對(duì)推動(dòng)今后汽車(chē)上的應(yīng)用提供了良好機(jī)遇。
精細(xì)工業(yè)陶瓷：我們把陶瓷業(yè)分為兩大類(lèi)，有古老傳統(tǒng)的陶瓷業(yè)和現(xiàn)代化精細(xì)工業(yè)陶瓷。
對(duì)傳統(tǒng)的陶瓷業(yè)我們?cè)偈熳R(shí)不過(guò)，幾乎天天接觸，離不開(kāi)它。傳統(tǒng)陶瓷是由天然的無(wú)機(jī)物燒結(jié)制作而成，如廚房用具，衛(wèi)生間用品、房間擺設(shè)陶瓷工藝品等，已構(gòu)成我們?nèi)粘Ｓ闷肪薮笫袌?chǎng)體制，不過(guò)對(duì)傳統(tǒng)陶瓷品也有不少需要?jiǎng)?chuàng)新驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，我們十分期望，經(jīng)過(guò)改進(jìn)也能更多的用在工業(yè)和汽車(chē)上。
近來(lái)，隨著科技和信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化的精細(xì)工業(yè)陶瓷幾乎成為高科技產(chǎn)業(yè)一種材料革命的代表，被稱(chēng)為人類(lèi)“新石器時(shí)代”重新來(lái)臨了，它在核工業(yè)、航空、航天、船舶、電力、電子、機(jī)械、汽車(chē)、醫(yī)療、海洋開(kāi)發(fā)、新能源、環(huán)境事業(yè)上都得到廣泛深入應(yīng)用，也和傳統(tǒng)的陶瓷業(yè)一樣，幾乎樣樣產(chǎn)品都離不開(kāi)它，而且應(yīng)用前景十分優(yōu)良。
精細(xì)工業(yè)陶瓷的原料總的講也是天然無(wú)機(jī)物構(gòu)成，但要求要達(dá)到高純度、高質(zhì)量、高功能的應(yīng)用，同時(shí)應(yīng)用人工合成的無(wú)機(jī)物上也下了很大功夫，形成好的導(dǎo)熱性、低熱膨脹、高剛度、硬度、強(qiáng)度和好的電學(xué)性能。
這里說(shuō)些汽車(chē)上應(yīng)用精細(xì)工業(yè)陶瓷的例子。在活塞頂部、氣門(mén)、增壓器、轉(zhuǎn)子、發(fā)動(dòng)機(jī)排子管、氣缸套內(nèi)壁等都噴涂上精細(xì)工業(yè)陶瓷，很大的達(dá)到“節(jié)能減排”目的；在汽油電噴發(fā)動(dòng)機(jī)和高壓共軌柴油機(jī)的噴油器上，應(yīng)用一種壓電陶瓷來(lái)控制各種工況的噴油量，很好的降低了噴油的遲滯性，在直噴、增壓、可變氣門(mén)新型發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛得到應(yīng)用；對(duì)汽、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)后處理器上各種排放物的處理器，如三元催化器的載體就是應(yīng)用非常精細(xì)的陶瓷氣孔物質(zhì)造成的，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)提高，載體不是加大，而是用更精細(xì)的孔勁來(lái)處理和排污了。在傳感器上也不少應(yīng)用精細(xì)工業(yè)陶瓷，如難度較大的氧傳感器上應(yīng)用，能很好提高檢測(cè)的靈敏度。在智能自適應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制上，應(yīng)用高精度壓電陶瓷制成控制器,自適應(yīng)實(shí)時(shí)性達(dá)到0.13微秒，比前一代的控制器幾乎提高了2.5倍。當(dāng)前汽車(chē)上精細(xì)工業(yè)陶瓷正在向更加高端化方向前進(jìn)。
高分子材料也很驚人：近日在巴西奧運(yùn)會(huì)上，不知道你是否看到游泳運(yùn)動(dòng)員穿的是又黑又長(zhǎng)很遮體的泳衣，很難想像為什么要穿這樣的泳衣而不是過(guò)去很狹小的三角褲呢？據(jù)了解這種泳衣又稱(chēng)為“鯊魚(yú)皮泳衣”，它是模仿鯊魚(yú)皮膚那種富彈性，在運(yùn)動(dòng)中減少摩擦，對(duì)肌肉凹凸度運(yùn)動(dòng)的水阻力可減到最低，可以引導(dǎo)周?chē)鞯牧飨虻葍?yōu)勢(shì)，所以幾乎所有游泳運(yùn)動(dòng)員都穿上了，包括泳帽。這種泳衣 是應(yīng)用超伸展性高分子合成材料，由世界著名的澳大利亞SPEEDO公司專(zhuān)門(mén)特制的，最早在2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)上用上，現(xiàn)在已經(jīng)是第五代產(chǎn)品了，具有極輕、低阻、防水、防冷、無(wú)皺褶、無(wú)縫點(diǎn)的特種衣服。這就是高分子材料為某一特定需求，而創(chuàng)造出來(lái)的符合人體工程的好衣服。這只是一個(gè)插曲。
那么什么是高分子材料呢？它是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，如我們熟識(shí)的塑料、橡膠、纖維、涂料和高分子復(fù)合材料等，這在汽車(chē)上也應(yīng)用很多。據(jù)說(shuō)當(dāng)前在一輛轎車(chē)上一般應(yīng)用高分子材料可達(dá)到230公斤，今后還要不斷的在增加，如前后保險(xiǎn)杠、檔泥板、后視鏡、座椅、內(nèi)外飾件，燈具、各種布料等等，應(yīng)該說(shuō)這些傳統(tǒng)的零部件也在不斷創(chuàng)新之中，有的可能達(dá)到像泳衣一樣令人難以想像和驚人的地步。
當(dāng)前對(duì)高性能塑料、合成橡膠、生物纖維、納米纖維、新聚合物纖維、高質(zhì)量涂料和黏合劑，都尋求在汽車(chē)領(lǐng)域深入應(yīng)用中，如塑料燃油箱已廣泛應(yīng)用于乘用車(chē)上，這種高絕緣，耐高溫、沒(méi)有焊縫，可隨意改變形狀布置在底盤(pán)上，在萬(wàn)一撞擊時(shí)也不易破裂，國(guó)內(nèi)已大量生產(chǎn)供應(yīng)。橡膠空氣彈簧是一種柔性的橡膠囊中注入壓縮空氣或水介質(zhì)，利用其可壓縮性，實(shí)現(xiàn)非金屬?gòu)椈傻膽?yīng)用，已較廣泛應(yīng)用在各種汽車(chē)上。當(dāng)前玻璃主要是硅酸鹽材料制成，在汽車(chē)上應(yīng)用夾層膜玻璃，鋼化玻璃，以適應(yīng)汽車(chē)安全需要，但重量較大，智能化改造較難，以后將逐步為以聚甲丙烯酸的高分子透明材料所逐步替代，目前有些轎車(chē)的天窗已經(jīng)采用這樣有機(jī)物玻璃，這種玻璃不但透明度好，強(qiáng)度也不低，重量輕，更重要的是可以利用電化等性能，適應(yīng)各種不同氣候變化，實(shí)現(xiàn)智能化要求，而且萬(wàn)一發(fā)生事故不易傷人，這在飛機(jī)上早已應(yīng)用了。現(xiàn)在汽車(chē)界人士說(shuō)：“塑化汽車(chē)”年代到來(lái)了，這是對(duì)汽車(chē)應(yīng)用高分子材料多么好的期待。
超級(jí)的光電材料與器件：當(dāng)代超級(jí)的光電材料和元器件已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展一個(gè)焦點(diǎn)，具有重大的戰(zhàn)略意義，當(dāng)然也包括汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在內(nèi)。權(quán)威專(zhuān)家預(yù)測(cè)，當(dāng)代汽車(chē)上的重大創(chuàng)新，90%與超級(jí)的光電材料和元器件有關(guān)系，如半導(dǎo)體，超導(dǎo)、電阻、絕緣，軟磁、永磁、激光、測(cè)溫、聲學(xué)、電能、記憶，紅外光等等超功能的材料，而且權(quán)威人士表示，未來(lái)光電“耦合”屬性的光電升級(jí)版物體，有助于人類(lèi)實(shí)現(xiàn)量子時(shí)代的到來(lái)。這樣光電材料和元器件面太廣寬，深度太大，我們只能從與汽車(chē)關(guān)系更為密切的半導(dǎo)體芯片來(lái)講。
從汽車(chē)微電子時(shí)代發(fā)展經(jīng)歷來(lái)看與半導(dǎo)體的芯片有著很大關(guān)系，這大致可用五個(gè)階段來(lái)探索：第一階段， 1947年半導(dǎo)體晶體管誕生，它體積比電子管大大減小，效能高、功耗低、重量輕，這樣半導(dǎo)體晶體管在上世紀(jì)70年代相繼應(yīng)用于汽車(chē)上，如晶體管收音機(jī)，電子點(diǎn)火控制器，交流發(fā)電機(jī)控制器等，打開(kāi)了汽車(chē)電子序幕，屬于汽車(chē)電子初期應(yīng)用年代。第二階段約在80年代末，由于微控制器的發(fā)明和應(yīng)用，通稱(chēng)單片機(jī)（MCU），這種高級(jí)芯片可以將計(jì)算機(jī)的微處理器（CPU）中不少元器件功能集中到新型的芯片上，大大提升了汽車(chē)電子器件的應(yīng)用效率和功能，如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)電子噴油系統(tǒng)控制、自動(dòng)變速箱電子控制、汽車(chē)防抱死系統(tǒng)、汽車(chē)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、汽車(chē)電控懸架等，一輛比較高檔的轎車(chē)，就擁有約100個(gè)的MCU，汽車(chē)電子進(jìn)入微型化應(yīng)用時(shí)代。第三階段，90年末，即單片機(jī)進(jìn)入嵌入式應(yīng)用年代，用時(shí)尚的話就是電子元器件進(jìn)入個(gè)性化應(yīng)用年代，使電子控制專(zhuān)業(yè)化功能更加深透，應(yīng)用水平更高，集成度，系統(tǒng)化控制水準(zhǔn)更深。嵌入式微處理器也叫SOC單片機(jī)，從過(guò)去的8位機(jī)為主，進(jìn)入了16位，32位，個(gè)別64位高功能應(yīng)用時(shí)代，所以也叫用戶定義的集成電路（CSIC），就是說(shuō)汽車(chē)需求什么樣的功能芯片，你就供給什么樣的芯片，要按客戶對(duì)芯片個(gè)性化特色需求進(jìn)行高功能芯片設(shè)計(jì)和供給，還有汽車(chē)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，汽車(chē)在物聯(lián)網(wǎng)指導(dǎo)下實(shí)行車(chē)聯(lián)網(wǎng)，如何實(shí)現(xiàn)更好的人、車(chē)、路協(xié)同運(yùn)行，SOC同樣也發(fā)揮了很好的核心作用。汽車(chē)界人士認(rèn)為，這是色彩斑斕的單片機(jī)世界來(lái)臨了。第四階段，即新世紀(jì)年代信息產(chǎn)業(yè)包括大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、大科學(xué)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)眾多新興產(chǎn)業(yè)迅速驚人的發(fā)展，不少高科技產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)突破性發(fā)展，基礎(chǔ)性研發(fā)項(xiàng)目都不斷投入社會(huì)領(lǐng)域應(yīng)用，這樣提供了對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)芯片帶來(lái)了新的要求，傳統(tǒng)的硅質(zhì)芯片發(fā)展也到了極限，于是可能出現(xiàn)金屬、陶瓷、聚合和復(fù)合物一類(lèi)新型納米材料的芯片，狹義的汽車(chē)電子控制概念落伍了，要大力解放思路和措施，迎接汽車(chē)廣義的電子控制的時(shí)代來(lái)臨。第五階段也可以說(shuō)是未來(lái)光電芯片發(fā)展新階段。量子型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，即利用光電效應(yīng)和量子糾纏效應(yīng)協(xié)同進(jìn)行的極速計(jì)算，于是促使光電超導(dǎo)芯片的誕生，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)不再是分步進(jìn)行，而是同步計(jì)算，其運(yùn)算速度比因特爾奔騰4芯片快10億秒次，相當(dāng)于一枚信息火箭，在瞬間搜尋整個(gè)地球，以至宇宙間的互聯(lián)網(wǎng)信息，而且安全可靠，促使知識(shí)、思維、聯(lián)想、推理能解決極為復(fù)雜的科技計(jì)算問(wèn)題，對(duì)汽車(chē)來(lái)說(shuō)成了輕而易舉的可解決自動(dòng)化動(dòng)作問(wèn)題的難點(diǎn)，汽車(chē)可以飛行，可以下海都不存在問(wèn)題，到底是什么樣的汽車(chē)現(xiàn)在還不知道。
在世界上應(yīng)當(dāng)說(shuō)我國(guó)的計(jì)算機(jī)水平不算低，我們“天河二號(hào)”超極計(jì)算機(jī)已連續(xù)4次蟬聯(lián)世界第一，每秒浮點(diǎn)運(yùn)算達(dá)到33.86千億萬(wàn)次，“天河三號(hào)”超極計(jì)算機(jī)已在天津?yàn)I海新區(qū)研發(fā)，預(yù)計(jì)2018年完成，計(jì)算速度達(dá)百億億秒次，而且可以實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化。同時(shí)，我國(guó)量子計(jì)算方面也下了不少功夫，近日我們發(fā)射了“量子號(hào)”人類(lèi)第一課量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。在量子計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)研究方面也不斷取得進(jìn)步，在上海用飛秒激光技術(shù)刻制出光子芯片也落地了。同時(shí)中科院在非局域量子模擬器上的信息以1.9倍光速傳輸獲得成果。但必須指出，至今我們汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的芯片基本全靠進(jìn)口和采購(gòu)?fù)馄蟮漠a(chǎn)品，芯片這個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的最重大的一個(gè)核心科技還無(wú)法自主運(yùn)作，而今后芯片的科技又發(fā)展這樣快，這是新老汽車(chē)人感到非常愁心的事件。
納米汽車(chē)時(shí)代來(lái)了：當(dāng)代在汽車(chē)界科技活動(dòng)中常提到納米這個(gè)詞，納米是什么？它本身不是物質(zhì)，是一種尺度，和米、厘米、毫米一樣的尺度單位，不過(guò)納米尺度小到令人吃驚的地步，一納米只等10億分之一的米，通俗講人的一根頭發(fā)直徑等于6萬(wàn)分之一的納米，現(xiàn)在國(guó)際上慣例認(rèn)為處于1-100納米之間的物體，才稱(chēng)得上納米技術(shù)和納米結(jié)構(gòu)的物體，因?yàn)楫?dāng)物體降到納米級(jí)時(shí)，在物理化學(xué)等性能產(chǎn)生了巨大變化，提升了納米技術(shù)優(yōu)異的獨(dú)占性?xún)?yōu)勢(shì)。在人類(lèi)文明進(jìn)程中，認(rèn)為工業(yè)革命之前是毫米時(shí)代，工業(yè)革命到了20世紀(jì)的中期，人類(lèi)跨入微米時(shí)代，而20世紀(jì)末期，隨著高科技與納米技術(shù)不斷深入發(fā)展，人們認(rèn)為人類(lèi)開(kāi)始進(jìn)入納米時(shí)代，當(dāng)代神奇的納米技術(shù)不斷涌現(xiàn)，將引發(fā)和帶動(dòng)世界新一輪產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展，也將更深刻的刮起一場(chǎng)納米經(jīng)濟(jì)的風(fēng)暴。錢(qián)學(xué)森指出：“納米左右和納米結(jié)構(gòu)的物體是下一階段科技發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)，會(huì)是一次技術(shù)革命，從而將引起21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命”。事實(shí)證明納米技術(shù)在微電子、光電、化工、制造業(yè)、鋼鐵、航空、航天、醫(yī)學(xué)、陶瓷、復(fù)合材料、生態(tài)環(huán)境等諸多領(lǐng)域應(yīng)用納米技術(shù)，促使其物體從基礎(chǔ)性能上提升，產(chǎn)生新型神奇動(dòng)效，這包括汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在內(nèi)，幾乎涵蓋一輛汽車(chē)的所有方方面面，于是納米汽車(chē)時(shí)代到來(lái)了。
材料之王石墨烯：石墨烯是世界近十年來(lái)新發(fā)明的超級(jí)材料。它是一種由碳原子緊密堆積和合成的二維晶體，類(lèi)似鉛筆的石墨那樣的物質(zhì)，把它分離成薄片，又在薄片上貼膠帶，再進(jìn)行剝離，反復(fù)切割，形成極為細(xì)薄的片體，就是這樣的一直剝下去，就構(gòu)成了石墨烯產(chǎn)品。
石墨烯是人類(lèi)社會(huì)已知物質(zhì)中最為堅(jiān)硬透明度極好，又有韌性，電阻率極低，防水防熱，資源豐富的完美材料，現(xiàn)在世界上幾乎所有國(guó)家都在研發(fā)和推行中，中國(guó)是世界上研發(fā)和應(yīng)用石墨烯最為強(qiáng)大的一個(gè)國(guó)家，而且在不同的領(lǐng)域不斷深化產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用?，F(xiàn)在已知石墨烯可應(yīng)用在柔性觸摸屏、海水淡化、電線電纜、病癥治療、導(dǎo)熱材料、可穿載設(shè)備、新型LED燈具、電子信息、能源存儲(chǔ)、航空航天、太空服飾、集成電路與芯片、智能傳感器、超級(jí)電容、生物醫(yī)藥、防爆輪胎、健康衣服、防火衣等等，新的用途還在不斷增加之中。據(jù)說(shuō)三星和蘋(píng)果的競(jìng)爭(zhēng)，將從智能手機(jī)轉(zhuǎn)向石墨烯應(yīng)用的技術(shù)上，把這個(gè)材料的專(zhuān)利放到競(jìng)爭(zhēng)的首位上，特別是研發(fā)碳納米管和石墨烯合成的技術(shù)結(jié)合上，期望通過(guò)高端新材料研發(fā)應(yīng)用，集成眾多高科技產(chǎn)業(yè)上，以此帶動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)翻天覆地的變化。
《中國(guó)制造2025》規(guī)劃中，將石墨烯作為一種重要新材料，納入國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略中，2013年7月《中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟》成立，力求促進(jìn)石墨烯科研的資源優(yōu)化組合和加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，預(yù)計(jì)2015年中國(guó)石墨烯市場(chǎng)值已突破100億元，2020年將超過(guò)1000億元，但這還是初創(chuàng)時(shí)期的產(chǎn)能，卻占國(guó)際上總產(chǎn)能50%以上，而從未來(lái)觀念看將是不可預(yù)測(cè)的高到什么水平。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)在唐山，常州，重慶，深圳，寧波，上海，廈門(mén)，西安，青島，無(wú)錫等地都把石墨烯作為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)加以大力支持和發(fā)展，以此來(lái)創(chuàng)建我國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)新體系。
石墨烯作為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的新型材料，可以應(yīng)用的領(lǐng)域太寬廣了，這里僅講一個(gè)汽車(chē)鋰動(dòng)力電池上應(yīng)用問(wèn)題，因?yàn)橹两襁€有不少爭(zhēng)議，認(rèn)為石墨烯什么地方都可用，對(duì)鋰電池還難以用上。據(jù)了解目前石墨烯在太陽(yáng)能電池，超級(jí)電容，燃料電池上應(yīng)用已取得較好突破，新型的太陽(yáng)能汽車(chē)，超級(jí)電容公交車(chē)已經(jīng)在試用中，但對(duì)鋰動(dòng)力電池的應(yīng)用上還是個(gè)問(wèn)號(hào)，但不能說(shuō)現(xiàn)在還未用上，今后也就不能用，據(jù)了解它在鋰動(dòng)力電池的負(fù)極，正極，高導(dǎo)電劑電解液，生物性兼容，防火性隔膜，還有高溫自閉性，可防火防爆，快速充電等項(xiàng)目應(yīng)用都在研發(fā)中。最近據(jù)說(shuō)人們稱(chēng)一種“烯王電池”在研發(fā)中，也有廠商去投建資，這將為動(dòng)力電池取得突破性進(jìn)展在努力，但愿能早一天看到。
第三態(tài)金屬鈦合金：專(zhuān)家認(rèn)為鈦合金不屬于鋼鐵金屬類(lèi)，也不屬于有色金屬類(lèi)，是有可能自建的第三態(tài)體金屬。鈦的資源豐富，重量輕，比強(qiáng)度高，耐熱，耐蝕性好，當(dāng)前常以鈦鋁鎂等多元素合金出現(xiàn)，這種類(lèi)型鈦合金，既減輕重量而且耐高溫，塑性?xún)?yōu)良，既克服目前加工條件復(fù)雜成本高，還可達(dá)到工藝簡(jiǎn)化，成本較大下降，所以得到了很廣泛應(yīng)用，如在飛機(jī)，汽車(chē)，輪船，機(jī)車(chē)上被稱(chēng)為與良好的蒙皮材料，與工程塑料，玻璃纖維復(fù)合材料的應(yīng)用各有優(yōu)勢(shì)，形成強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。鈦金合在汽車(chē)上還有一些事重要用途，如以鈦合金代替代不銹鋼的消聲器，以鈦合金制造渦輪增壓器殼體和葉輪代替鎳基合金；以粉末冶金鈦合金鍛造制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、連桿，氣門(mén)，如在意大利法拉利2003EMZO型超級(jí)汽車(chē)上V12發(fā)動(dòng)機(jī)就采用鈦合金連桿；還有一種鐵鈦系鈦合金，制成吸氫合金，用以制造汽車(chē)上氫氣貯藏器，克服氫氣在液態(tài)時(shí)，需降溫到一253℃運(yùn)作的沉重負(fù)擔(dān)，目前已有作少量應(yīng)用中，進(jìn)一步則考慮制成大型的氫運(yùn)輸船和大型車(chē)輛的大型氫貯藏體。
很專(zhuān)業(yè)的磁流變液（MR）：在近來(lái)的車(chē)展上人們都看到一種具有半園形的汽車(chē)駕駛盤(pán)，像飛機(jī)的駕駛盤(pán)一樣，多用在概念車(chē)上，而這種汽車(chē)驅(qū)動(dòng)的背后就是一種十分專(zhuān)業(yè)的磁流變液材料在起作用。
磁流變液屬于一種可控的流體智能材料，已成為當(dāng)前一些工業(yè)領(lǐng)域，包括汽車(chē)，十分活躍的分支。它具有良好的高磁導(dǎo)率，低的磁滯性，可以應(yīng)用微細(xì)的軟磁性顆粒和非導(dǎo)磁性液體，混合在一起而構(gòu)成的磁浮體，歸納起來(lái)是由母液，易磁化顆粒和穩(wěn)定劑三種物質(zhì)為主構(gòu)成的。當(dāng)磁流變液處于零磁場(chǎng)時(shí)，呈現(xiàn)的是極低粘度，沒(méi)有阻滯力，當(dāng)在加強(qiáng)磁場(chǎng)作用時(shí)，即呈現(xiàn)出高粘度，固化物體的特性，在極短的時(shí)間段（一般在毫秒內(nèi)），的不斷變化，從而達(dá)到對(duì)某一機(jī)械系統(tǒng)控制的目的。在飛機(jī)上，特別大型飛機(jī)對(duì)機(jī)翼，機(jī)尾，起落架的控制，不可布置眾多的純機(jī)械機(jī)構(gòu)，所以應(yīng)用磁流變技術(shù)，極大的簡(jiǎn)化傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)，能耗很小成本低，精確性好，包括防顫振，防噪音等好處。當(dāng)前已應(yīng)用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，一種多旋轉(zhuǎn)式磁流變阻尼器，對(duì)遠(yuǎn)離駕駛員的機(jī)翼，機(jī)尾，和起落架進(jìn)行智能控制。上世紀(jì)末國(guó)際跨國(guó)汽車(chē)公司也對(duì)磁流變液技術(shù)引入汽車(chē)上，國(guó)內(nèi)個(gè)別汽車(chē)企業(yè)也在試驗(yàn)中，這將使汽車(chē)智能傳動(dòng)達(dá)到高度的水平。
國(guó)際汽車(chē)界專(zhuān)家預(yù)測(cè)，未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用可能有三大系統(tǒng)，一是輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，二是無(wú)線充電，汽車(chē)動(dòng)力電池充電不用電樁，在高速路上有充電道，要充電時(shí)汽車(chē)駛?cè)氤潆姷雷孕谐潆姡@種汽車(chē)可以一天不停的在奔跑，三是磁流變控制，從部分的智能化應(yīng)用提升到全自動(dòng)駕駛上。
（三）在我們汽車(chē)產(chǎn)業(yè)意氣風(fēng)發(fā)，眾志成城的不斷去創(chuàng)造中國(guó)汽車(chē)奇跡的時(shí)候，我們明顯的感到在發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)新型材料工程方面，卻長(zhǎng)期的存在著不少?lài)鷫突h笆現(xiàn)象，你干你的，我干我的，你管生產(chǎn)，我管采購(gòu)，兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的協(xié)同，融合、共享雖有一些改進(jìn)，但非常不夠，可以說(shuō)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)新興材料工程存在著依賴(lài)，隔離，固化，弱勢(shì)，低端，動(dòng)蕩和杠桿，當(dāng)代汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入信息化，網(wǎng)絡(luò)化，全球化，社會(huì)化，大科學(xué)的發(fā)展年代，為了從基礎(chǔ)和先導(dǎo)角度提升汽車(chē)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新水平，我們一定要堅(jiān)定的按新常態(tài)，互聯(lián)網(wǎng)+和制造業(yè)2025發(fā)展規(guī)劃精神，以改革，創(chuàng)新，融合，共享發(fā)展理念，敢于向積存多年的頑疾開(kāi)刀，敢于觸及深層次利益關(guān)系和矛盾，堅(jiān)決沖破思想觀念上束縛，堅(jiān)決破除利益固化藩籬，堅(jiān)決清除妨礙社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的體制障礙，高質(zhì)量，高度化應(yīng)用新興材料工程水平，相信我們可以促使汽車(chē)和材料成為鳥(niǎo)之兩翼，車(chē)之兩輪，攜起手來(lái)走到一起，共同為建設(shè)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)再立新功。
